Aula1-Teoria Dos Orbitais Moleculares
description
Transcript of Aula1-Teoria Dos Orbitais Moleculares
-
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE QUMICADEPARTAMENTO DE QUMICA INORGNICACOMPLEMENTOS DE QUMICA -IQG116
Prof Las Ferreira de Castro
-
Programao
DataProgramao13/setA Teoria dos Orbitais Moleculares18/setcidos, Bases e Sais20/setSolues25/setLei de Ao das Massas27/setEquilbrio Inico em soluo aquosa, Produto inico da gua02/outAula de dvidas/reviso prova04/out2PROVA09/out2 CHAMADA11/outPROVA FINAL
-
Contatos
E-mail pessoal:
[email protected]@hotmail.com
-
Princpios de Qumica: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente / Peter Atkins, Loretta Jones; traduo Ricardo Bicca de Alencastro.3.ed.Porto Alegre: Bookman, 2006. Captulo 3- Forma e Estrutura das Molculas - Teoria dos Orbitais Moleculares
Bibliografia recomendada
-
Tpicos abordados na aulaTeoria do Orbital MolecularDiagramas de energia dos OM para molculas diatmicasOrdem de ligaoMolculas Diatmicas HomonuclearesOrbitais de FronteiraCarter MagnticoMolculas Diatmicas Heteronucleares
-
Conseguiu explicar a importncia do par de eltrons em termos do pareamento de spins;
Permitiu o clculo da distribuio dos eltrons em molculas;
No foi possvel explicar propriedades de algumas molculas, como o carter magntico (diamagntico ou paramagntico).Teoria da Ligao de Valncia (TLV)
-
Introduzida por Mulliken e Hund, mostrou ser melhor para a descrio da ligao qumica;
Conseguiu explicar certas propriedades das molculas. Teoria do Orbital Molecular (TOM)
-
Teoria do Orbital Molecular
Os orbitais moleculares so obtidos como Combinao Linear dos Orbitais Atmicos (CLOA ou LCAO)CA = CB molculas diatmicas homonuclearesCA CB molculas diatmicas heteronucleares
-
O2 e F2Li2 at N2Sobreposio dos orbitais 2s e 2pDiagramas de energia dos orbitais moleculares para molculas diatmicas homonuclearesE
-
Verifica-se:1) Conservao do nmero de orbitais
2) Ordem de energia: OML
-
3) A ocupao dos orbitais moleculares (OM) segue a regra de Hund (se mais de um orbital molecular de mesma energia estiver disponvel, os eltrons ocupam um a um, adotando spins paralelos) e o princpio da excluso de Pauli (cada orbital pode acomodar at dois eltrons, quando ocupam o mesmo orbital esto emparelhados).
4) A combinao mais eficaz quando as energias dos orbitais so similares.
-
Molculas diatmicas heteronucleares so polares: compartilhamento desigual dos eltrons para formar a ligao;O elemento mais eletronegativo contribui mais fortemente para os orbitais ligantes e o menos eletronegativo para os antiligantes.Diagramas de energia dos orbitais moleculares para molculas diatmicas heteronucleareshomonuclearheteronuclear
-
Ordem de LigaoClculo da ordem de ligao (BL ou OL):
-
> Ordem de ligao (OL) < Comprimento da ligao > Fora da ligao
-
Exemplo mais simples: H2Molculas diatmicas homonuclearesH(Z=1) 1s 1He2 (Z=2) 1s2
OL=0
-
Exemplo: F2F(Z=9) 1s22s22p5Ligaes em molculas diatmicas homonuclearesDistribuio eletrnica nos OMs:(2s)2(2s*)2(2p)2(2p)2(2p*)2E
-
Orbitais de fronteira(Highest Occupied Molecular Orbital)(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)Relacionados com as propriedades, estruturas e reatividade das molculas
-
Quando o HOMO est muito prximo do LUMO a energia necessria para excitar do HOMO LUMO pequena.
Por exemplo, os ftons de luz visvel tem energia suficiente para excitar os eltrons e a absoro da radiao resulta na cor que percebemos (-caroteno, licopeno).
-
Carter magnticoMolcula Diamagntica
Molcula Paramagnticatodos os eltrons esto emparelhadospossui pelo menos um eltron desemparelhado
-
Exemplo: O2Eltrons desemparelhados explica o paramagnetismoO (Z=8): 1s22s22p4
N2O2
-
As Teorias de Lewis e a TLV no conseguiram prever e explicar esse comportamento para a molcula O2.
-
Distncia de equilbrioComprimento da ligaoOrdem de ligao
-
Exemplo: HFMolculas diatmicas heteronuclearesH (Z=1): 1s1F (Z=9): 1s22s22p5EletronegatividadesF=4>H=2,2OM- no-liganteDistribuio eletrnica nos OMs:(2)2(3)2(1n)4
-
Exemplo: CODistribuio eletrnica nos OMs:(1)2(2)2(1)4(3)2C (Z=6): 1s22s22p2
O (Z=8): 1s22s22p4
-
Exerccios
-
Escreva, com base na configurao da molcula neutra O2, a configurao dos orbitais moleculares de valncia de O2-,O2+ e O22-. D a ordem de ligao esperada para cada espcie e decida se cada uma destas molculas tem carter paramagntico ou diamagntico.
Construa os diagramas de energia dos orbitais moleculares para as molculas diatmicas heteronucleares CO, NO+ e CN-. O que elas possuem em comum?
O nitrognio, N2, pode ionizar-se formando o N2+ ou receber um eltron e formar o N2-. Compare estas espcies (Teoria do Orbital Molecular) no que diz respeito a: a) carter magntico; b) ordem de ligao; c) comprimento de ligao e d) fora de ligao.