Orbitais Hibridização ou Hibridação Orbitais Região do espaço onde há maior probabilidade de...

OrbitaisOrbitaisHibridização ou Hibridização ou HibridaçãoHibridação

OrbitaisOrbitais

Região do espaço onde há Região do espaço onde há maior probabilidade de se maior probabilidade de se encontrar elétronsencontrar elétrons

Orbitais

OrbitaisOrbitais

Entretanto, os orbitais não representam a Entretanto, os orbitais não representam a posição exata do elétron no espaço, que não posição exata do elétron no espaço, que não pode ser determinada devido a sua natureza pode ser determinada devido a sua natureza ondulatória; apenas delimitam uma região do ondulatória; apenas delimitam uma região do espaço na qual a probabilidade de encontrar o espaço na qual a probabilidade de encontrar o elétron é elevadaelétron é elevada

Na formação de pares eletrônicos, ocorre a Na formação de pares eletrônicos, ocorre a fusão dos orbitais atômicos, originando o fusão dos orbitais atômicos, originando o orbital molecular.orbital molecular.

Carbono tetraédrico Carbono tetraédrico (Le Bel e Van´t Hoff, (Le Bel e Van´t Hoff, 1874)1874): “O átomo de Carbono ocupa o centro : “O átomo de Carbono ocupa o centro de um tetraedro regular imaginágio e dirige de um tetraedro regular imaginágio e dirige suas valências para os quatro vértices do suas valências para os quatro vértices do tetraedro.”tetraedro.” Orbitais

Orbital sOrbital s

O orbital O orbital ss tem simetria tem simetria esféricaesférica ao redor do ao redor do

núcleo.núcleo. São mostradas duas alternativas de São mostradas duas alternativas de

representar a nuvem eletrônica de um orbital representar a nuvem eletrônica de um orbital ss::

1. 2.

Em 1, a probabilidade de encontrar o elétron (representada pela densidade de pontos) diminui à medida que nos afastamos do núcleo.

Em 2, representa o volume esférico no qual o elétron passa a maior parte do tempo.

Orbitais

Orbital sOrbital s

Orbitais

x

y

z

Orbital pOrbital p

A forma geométrica dos orbitais A forma geométrica dos orbitais pp é a de duas é a de duas esferas achatadas até o ponto de contato ( o esferas achatadas até o ponto de contato ( o núcleo atômico ) e orientadas segundo os eixos núcleo atômico ) e orientadas segundo os eixos de coordenadas.de coordenadas.

Orbitais

Orbital pOrbital p

pz orbital py orbitalpx orbital

z

x

y

Orbitais

Orbital dOrbital dOs orbitais Os orbitais dd tem uma forma mais diversificada: tem uma forma mais diversificada:

quatro deles têm forma de 4 lóbulos de sinais quatro deles têm forma de 4 lóbulos de sinais alternados ( dois planos nodais, em diferentes alternados ( dois planos nodais, em diferentes orientações espaciais ), e o último é um duplo orientações espaciais ), e o último é um duplo lóbulo rodeado por um anel ( um duplo cone lóbulo rodeado por um anel ( um duplo cone nodal ).nodal ).

Orbitais

Orbital fOrbital f

Os orbitais Os orbitais ff apresentam formas ainda mais apresentam formas ainda mais exóticas, que podem ser derivadas da adição exóticas, que podem ser derivadas da adição de um plano nodal às formas dos orbitais de um plano nodal às formas dos orbitais dd..

Orbitais

Ligações CovalentesLigações Covalentes

Resultam da sobreposição dos Resultam da sobreposição dos orbitais atômicos dos átomos que orbitais atômicos dos átomos que participam da ligação.participam da ligação.

Os átomos compartilham o par Os átomos compartilham o par eletrônico existente na ligação.eletrônico existente na ligação.

A ligação covalente pode ser polar A ligação covalente pode ser polar ou apolar, que será visto ou apolar, que será visto posteriormente.posteriormente.

Podem ser do tipo sigma ou pi.Podem ser do tipo sigma ou pi.

Orbitais

Carbono tetraédricoCarbono tetraédrico

Orbitais

Ligações simplesLigações simples

1.1. Tetraedros ligados por um vérticeTetraedros ligados por um vértice

Ex: etano Ex: etano H H33C CHC CH33

Orbitais

Ligações duplasLigações duplas

2.2. Tetraedros ligados por uma arestaTetraedros ligados por uma aresta

Ex: eteno Ex: eteno H H22C CHC CH22

Orbitais

Ligações triplasLigações triplas

3.3. Tetraedros ligados por uma faceTetraedros ligados por uma face

Ex: etino Ex: etino HC CH HC CH

Orbitais

H C C H

Hibridação/OrbitaisHibridação/Orbitais

Orbitais/Hibridação

Hibridação ou HibridizaçãoHibridação ou Hibridização

Consiste na mistura de orbitais atômicos Consiste na mistura de orbitais atômicos puros. São 3 tipos: sppuros. São 3 tipos: sp33, sp, sp22, sp., sp.

hibridização "sp" é um orbital híbrido hibridização "sp" é um orbital híbrido construído de um orbital "s" e um orbital "p".construído de um orbital "s" e um orbital "p".


Ligação spLigação sp

É a mistura de um orbital s com 1 orbital p, produzindo dois novos orbitais denominados híbridos sp.

Os orbitais híbridos sp formam um ângulo de 180 entre si.

A geometria molecular será linear. Surge em C com duas duplas ou C com

uma tripla ligação. Numa tripla ligação teremos uma

ligação sigma e duas pi (porção inferior da molécula)


Hibridização spHibridização sp

Ex: Etino (Acetileno) Ex: Etino (Acetileno) CC22HH22

Etino (acetileno)Etino (acetileno) Em torno dos átomos de C existem dois Em torno dos átomos de C existem dois

orbitais híbridos sp e dois orbitais p “puros”.orbitais híbridos sp e dois orbitais p “puros”. Os dois orbitais híbridos se ligarão através de Os dois orbitais híbridos se ligarão através de

ligações sigma s-sp (H-C) e sigma sp-sp(C-C).ligações sigma s-sp (H-C) e sigma sp-sp(C-C). Os dois orbitais p de cada carbono se ligarão Os dois orbitais p de cada carbono se ligarão

produzindo duas ligações pi entre os produzindo duas ligações pi entre os carbonos (resultando numa tripla ligação carbonos (resultando numa tripla ligação entre os dois carbonos). entre os dois carbonos).

Liga tripla Liga tripla uma ligação uma ligação e duas e duas ligações ligações


Hibridização spHibridização sp

Ex: Etino (Acetileno) Ex: Etino (Acetileno) CC22HH22

• Fórmula estrutural do acetileno Cada átomo de carbono é um híbrido sp.Os hidrogênios possuem orbitais 1s, não

hibridizados.

Observe que a tripla ligação consiste de uma e 2 As duas ligações provem dos orbitais p, não

hibridizados.

C CH H

2p

2s

hibridação

2p

sp


Hibridização spHibridização spEx: Etino (Acetileno) Ex: Etino (Acetileno) CC22HH22

CCH H

C C HH


Molécula de CMolécula de C22HH22


Hibridação spHibridação spEtino (Acetileno)Etino (Acetileno)

CC22HH22


Tipos de ligações no CTipos de ligações no C22HH22

No acetileno existem 3 tipos de No acetileno existem 3 tipos de ligações: ligações sigma s-sp; ligação ligações: ligações sigma s-sp; ligação sigma sp-sp; ligações pisigma sp-sp; ligações pi

[sp[sp (C 1 ) – 1s (H) ] x 2 tipo(C 1 ) – 1s (H) ] x 2 tipo [sp[sp (C 1 ) – sp(C 1 ) – sp (C 2 ) ] tipo(C 2 ) ] tipo [2p[2pyy

(C 1 ) – 2p(C 1 ) – 2pyy (C 2 ) ] tipo(C 2 ) ] tipo

[2p[2pzz (C 1 ) – 2p(C 1 ) – 2pzz

(C 2 ) ] tipo(C 2 ) ] tipo


Hibridização spHibridização sp22

É a mistura de um orbital s com dois orbitais p É a mistura de um orbital s com dois orbitais p (pertencentes a um mesmo átomo), (pertencentes a um mesmo átomo), resultando em 3 novos orbitais denominados resultando em 3 novos orbitais denominados híbridos sphíbridos sp22..

Os Os trêstrês orbitais híbridos orbitais híbridos spsp22 situam-se num situam-se num mesmo plano formando ângulos de 120° entre mesmo plano formando ângulos de 120° entre si (geometria plana triangular).si (geometria plana triangular).

Acontece com C que possua uma dupla Acontece com C que possua uma dupla ligação.ligação.

Num C do tipo Num C do tipo spsp22 existirá um orbital p “puro” existirá um orbital p “puro” que será responsável pela ligação covalente que será responsável pela ligação covalente do tipo pi.do tipo pi.


Exemplo de hibridação sp2 H2C=CH2

Molécula de eteno (etileno). Os dois átomos de C encontram-

se ligados por uma dupla ligação Uma ligação sigma sp2-sp2 e uma ligação pi).

Cada átomo de C encontra-se ligado a dois átomos de H (duas ligações sigma s-sp2).


Hibridização Hibridização spsp22

Eteno HEteno H22C C CHCH22

C C

H

H

H

H

C C

H

H

H

H



Observe que a dupla ligação consiste numa ligação do tipo e outra do tipo

C C


HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO sp2

Etileno C CH

H

H

H

Cada carbono é hibrido sp2 . O hidrogênio é 1s. Uma ligação da dupla é sp2 - sp2. A outra é p - p.

2p

2s

hibridação

p

sp2Orbitais/Hibridação

Os ângulos de ligações no Os ângulos de ligações no CC22HH44

Como os átomos centrais são dois Como os átomos centrais são dois carbonos de hibridação spcarbonos de hibridação sp22 o ângulo entre o ângulo entre as ligações sigma será de as ligações sigma será de 120 120. . observe que a ligação observe que a ligação é perpendicular é perpendicular ao plano que contém a molécula. ao plano que contém a molécula.

CC com uma dupla ligação com uma dupla ligação hibridação hibridação spsp22

Numa dupla ligação uma ligação e uma ligação p


A Molécula de CA Molécula de C22HH44 Hibridização sp Hibridização sp 22



É a mistura de 3 orbitais É a mistura de 3 orbitais pp “puros” com “puros” com um orbital um orbital ss “puro”, formando 4 novos “puro”, formando 4 novos orbitais “híbridos” denominados orbitais “híbridos” denominados spsp33..

A geometria dos 4 orbitais A geometria dos 4 orbitais spsp33 é tetraédrica é tetraédrica (os 4 orbitais partem do centro do (os 4 orbitais partem do centro do tetraédro e dirigem-se, cada um, para um tetraédro e dirigem-se, cada um, para um dos vértices do tetraédro). dos vértices do tetraédro).

O ângulo entre os orbitais O ângulo entre os orbitais spsp33 será de será de aprox.109°aprox.109°

Acontece no C que se liga através de 4 Acontece no C que se liga através de 4 ligações simples ( o C é tetravalente). ligações simples ( o C é tetravalente).


Orbitais Híbridos spOrbitais Híbridos sp33


CarbonoCarbono

O carbono possui 4 elétrons de valência 2s2p2

• O carbono pode formar ligações simples, duplas e triplas.

• O carbono pode apresentar orbitais híbridos do tipo sp, sp2 e sp3

O carbono é tetravalente.Orbitais/Hibridação

Exemplo de ligação spExemplo de ligação sp33 -> -> CHCH44

No CHNo CH44, os 4 orbitais híbridos , os 4 orbitais híbridos spsp33 do do C se ligam com os orbitais C se ligam com os orbitais ss de 4 de 4 átomos de H, formando 4 átomos de H, formando 4 ligações sigma C-H ligações sigma C-H

[sp[sp3 3 (C) – 1s (H) ] x 4(C) – 1s (H) ] x 4 ligação ligação


MetanoMetano

Fórmula molecular do metano: CH4

- Lembrando, 4 ligações simples sp3 ( 4 orbitais híbridos). Hidrogênio possui 1s orbital não hibridizado.

Fórmula estrutural do metano: C

H

H

H

H


Carbono HibridizandoCarbono Hibridizando

hibridação sp3

CHCH4 4 - metanometano

H

H

H

H


CHCH44 - metano - metano


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