TLV E TOM
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Comparao entre Teoria da Ligao de Valncia (TLV) e Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM)Marilena Meira
Teoria Eletrnica de Valncia (TLV)
Proposta em por Linus Pauling Prmio Nobel de Qumica de 1954
TLV: Princpios bsicos Superposio: mesma regio do espao. Maior superposio, mais forte a ligao Par de eltrons: partilhado na regio de superposio. Apenas 2 eltrons com spins opostos podem se superpor.
TLV: Princpios bsicos
Uma ligao covalente formada quando um orbital atmico de um tomo se superpes ao orbital atmico de outro.
TLV: Princpios bsicos
Ligao sigma
Resulta da superposio de dois orbitais s ou px Superposio de topo Forma-se uma nuvem eletrnica de simetria cilndrica em torno do eixo internuclear.
Ligao
Resulta da superposio lateral constituda por dois lbulos.
Comparao entre as ligaes e Uma ligao mais forte do que uma , em virtude de a superposio de topo ser superior lateral. Maior superposio mais forte a ligao.
Formao da molcula do H2 1H:: 1s1
Formao da molcula do HF Formao da molcula do HF 1H:: 1s1 9F:: 1s2 2s2 2p5
Formao da molcula da gua
H:: 1s1 1 O:: 1s2 2s2 8 2p4
Formao da amnia
1H:: 7N::
1s1 1s2 2s2 2p3
Hibridizao de orbitais Geralmente o nmero de ligaes formadas por um tomo igual ao nmero de eltrons desemparelhados existentes no estado fundamental. No entanto, h casos em que os tomos podem formar mais ligaes que as previstas.
Hibridizao de orbitais Exemplo: Formao do metano CH4 Pela distribuio eletrnica do carbono esperaramos apenas 2 ligaes para o carbono!
Hibridizao
3 do sp
carbono
Ocorre atravs de uma excitao ou ativao do tomo. Eltrons emparelhados so desemparelhados e promovidos a orbitais vazios adequados.
Hibridizao Com isso aumenta o nmero de eltrons desemparelhados. E conseqentemente o nmero de ligaes possveis.
3 do sp
carbono
Hibridizao
3 do sp
carbono
Hibridizao
3 do sp
carbono
2Etano
Hibridizao
3 do sp
carbono
Hibridizao
2 sp
do carbono
Hibridizao
2 sp
do carbono
Molcula do eteno
Ligao dupla
Hibridizao sp do carbono
Hibridizao sp do carbono
Formao do acetileno (etino)Ligao tripla
Hibridizao sp do berlio Pela distribuio eletrnica o berlio no faria nenhuma ligao!
Hibridizao sp do berlioBeH2
Linear
Hibridizao
2 do sp
boro
O boro pela s faria 1 ligao!
Hibridizao
2 do sp
boroBF3
Hibridizao
3 sp
do nitrognio
Teoria do Orbital MolecularRobert Mulliken
O paramagnetismo do O2 Explica algumas falhas da TLV como por exemplo, o paramagnetismo da molcula de oxignio: A molcula do O2 pela TLV no seria paramagntica!Cada O na molcula do O28O
Princpios bsicos: TOM Os eltrons de valncia so deslocalizados; Todos os eltrons de valncia tm uma influncia na estabilidade da molcula Em uma molcula os eltrons de valncia de cada tomo esto em orbitais moleculares que se espalham pela molcula inteira.
Princpios bsicos: TOM Dois orbitais atmicos se combinam para formar dois orbitais moleculares. Ao formar estas orbitais moleculares, as orbitais atmicas podem sobrepor-se por interferncia construtiva ou destrutiva. No primeiro caso, as intensidades das ondas adicionam-se, enquanto que no segundo, subtraem-se.
Princpios bsicos: TOM As orbitais moleculares em que a interferncia construtiva demoninam-se orbitais moleculares ligantes, e contribuem para a aproximao dos ncleos. As orbitais moleculares em que a interferncia destrutiva denoninam-se orbitais moleculares antiligantes, e contribuem para o afastamento dos ncleos.
Orbital molecular ligante Quando as amplitudes de duas ondas so adicionadas o orbital molecular resultante tem uma forma que concentra a densidade eletrnica entre os dois ncleos. Estabiliza a molcula. Ligao mais estvel que os tomos isolados. Mantm os ncleos unidos.
Orbital molecular anti-ligante A densidade eletrnica mxima est fora da regio entre os ncleos. Mantm os ncleos afastados. Estado de energia mais elevado que os tomos isolados.
Formao da molcula do H2
Formao da molcula do H2 Anti-ligante
Ligante
Ordem de ligao
Para o H2: 2 0 = 1 ligao simples 2
Orbitais moleculares ligante e antiligante
Orbitais moleculares ligante e antiligante
Plano nodal
Regio onde a densidade eletrnica nula.
Orbtais pz ligante e anti-ligante Anti-ligante
Ligante
Orbitais px ligante e anti-ligante
Anti-ligante
Ligante
Porque no existe molcula do He2
OL para o He2: 2 2 = 0 ligao 2
Preenchimento dos orbitais moleculares para B2, C2 e N2 Os eltrons da camada de valncia dos dois tomos so preenchidos por ordem crescente de energia no diagrama.
Molculas de B2, C2 e N2
Preenchimento dos orbitais moleculares para O2, F2 e Ne2Os eltrons da camada de valncia dos dois tomos so preenchidos por ordem crescente de energia no diagrama.
Molculas de O2, F2 e Ne2
Comparao entre as duas sries de molculas do segundo perodo
Molculas de B2, C2 e N2
Molculas de O2, F2 e Ne2
O carter s dos orbitais y e z diminui medida que a carga cresce no perodo. Menor carter s maior energia do orbital.
Comparao entre N2 e O2O2 paramagntico
N2 lquido
O2 lquido
Formao da molcula do BeH2
Aspectos comparativos entre TLV e TOM TLV Orbitais atmicos de eltrons desemparelhados da camada de valncia se sobrepe. Conservam a individualidade Regio de sobreposio comum aos dois tomos. Hibridizao complementa a TLV. TOM Orbitais atmicos no mais existem. Do origem a um novo conjunto de energia (orbital molecular) 2 orbitais atmicos do origem a 2 orbitais moleculares, 1 ligante e outro anti-ligante. Todos os eltrons de valncia participam para a estabilidade da molcula