QMC5222:// Química Orgânica Teórica A

[Aula 02]

Estrutura das

Moléculas I

Estrutura tridimensional Composição (tipos de átomos) + Arranjo espacial

Estrutura Molecular

Valence Shell Electron Pair Repulsion

Theory (VSEPR)

Teoria da repulsão dos pares de elétrons da

camada de valência

D:/DOCS/Dropbox/Aulas/Material/Filmes/RutherfD_Exper_Nuclr_Atom.mov

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Modelo de Bohr

> Órbitas definidas que o elétron pode viajar ao redor do núcleo sem radiar energia.

> Cada uma destas órbitas tem uma distância fixa do núcleo e tem uma quantidade definida de energia.

Energ

ia

n = no quântico principal

Estrutura Atômica

Camada de valência

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

1

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

17

35

Si

X

X

X

X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Si 14

28

Princípio de Aufbau

Princípio fundamental elétrons se comportam como ondas (Louis de Broglie - 1924),

logo podem ser descritos por uma equação de onda Eq. de Schrödinger

- Função de onda do sistema; - Operador Laplaciano; - Energia do sistema; m -

Massa do elétron, V – Energia potencial e - Constante de Planck.

A função de onda descreve a energia e a posição dos elétrons como ondas (dualidade

onda-partícula, enunciada pela primeira vez, em 1924, pelo físico francês Louis-Victor de

Broglie).

0)(8

2

22 VE

m

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Max Born O valor absoluto da função de onda quando quadratizado é proporcional a

probabilidade de encontrar-se o elétron em algum lugar do espaço (90 – 95%)

d é este volume do espaço, definido por: x + dx, y + dy and z + dz

A solução da eq. Schrödinger é expressa em termos de gráficos ORBITAIS ATÔMICOS

dzyx .2

),,(

y

z

x

dy

dx

dz

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

1s 2s

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Estrutura Atômica

Colocando Elétrons em Orbitais

Estrutura Atômica

Orbitais Moleculares

Moléculas Homonucleares Diatômicas

Orbitais Moleculares

Combinação linear de orbitais atômicos (LCAO)

Orbitais Moleculares

Combinação linear de orbitais atômicos (LCAO) Ligação Química Covalente

Orbitais Moleculares

Há vários pontos a serem observados nesse diagrama:

• Dois orbitais atômicos (OAs) se combinam para dar dois orbitais moleculares (OMs);

• Pela LCAO somamos dois OAs para fazer um orbital ligante e subtraímos para fazer um orbital

antiligante;

• Já que os dois átomos são idênticos, cada OA contribui a mesma quantidade para os OMs;

• O OM ligante é de menor energia do que os OAs;

• O OM antiligante é de maior em energia do que os OAs;

• O spin dos elétrons não é importante;

• Os dois elétrons ocupam o OM de menor energia. Este é o OM ligante;

• Assim como com OAs, cada OM pode conter dois elétrons, desde que os elétrons estejam emparelhados

• Os dois elétrons entre os dois núcleos no OM ligante mantém a molécula unida, eles representam a

ligação química;

• Uma vez que estes dois elétrons no OM são de menor energia do que nos OAs, energia é liberada

quando os átomos se combinam;

Orbitais Moleculares

A quebra de ligações

Orbitais Moleculares

Ligação em outros elementos: hélio

Orbitais Moleculares

Orbitais Moleculares

Formação de ligação usando orbitais atômicos 2s

Orbital Sigma Ligação Sigma

Orbitais Moleculares

Formação de ligação usando orbitais atômicos 2p

Orbitais Moleculares

Orbital Sigma Ligação Sigma

Orbitais Moleculares

Orbital Pi (π) Ligação Pi

Orbitais Moleculares

Orbitais Moleculares

Exercício: Desenhe os diagramas de energia de orbital molecular para as

moléculas F2 e B2.

E

E

Orbitais Moleculares

Orbitais Moleculares

Ligação Química Iônica

Orbitais Moleculares

Moléculas Heteronucleares Diatômicas

Orbitais Moleculares

Orbitais Moleculares

Orbitais Moleculares

E

Exercício: Desenhe o diagrama de energia de orbital molecular para a

molécula CO.

Orbitais Moleculares