Orbitais moleculares

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Orbitais moleculares

  1. 1. OrbitaisHibridização ou Hibridação
  2. 2. OrbitaisRegião do espaço onde há maiorprobabilidade de se encontrarelétrons Orbitais
  3. 3. Orbitais Entretanto, os orbitais não representam a posição exata do elétron no espaço, que não pode ser determinada devido a sua natureza ondulatória; apenas delimitam uma região do espaço na qual a probabilidade de encontrar o elétron é elevada Na formação de pares eletrônicos, ocorre a fusão dos orbitais atômicos, originando o orbital molecular. Carbono tetraédrico (Le Bel e Van´t Hoff, 1874): “O átomo de Carbono ocupa o centro de um tetraedro regular imaginágio e dirige suas valências para os quatro vértices do tetraedro.” Orbitais
  4. 4. Orbital sO orbital s tem simetria esférica ao redor do núcleo.São mostradas duas alternativas de representar a nuvem eletrônica de um orbital s : 1. 2. Em 2, representa o volume esférico no qual o elétron passa a maiorEm 1, a probabilidade de encontrar o parte do tempo.elétron (representada pela densidadede pontos) diminui à medida que nosafastamos do núcleo. Orbitais
  5. 5. Orbital s z y x Orbitais
  6. 6. Orbital pA forma geométrica dos orbitais p é a de duas esferas achatadas até o ponto de contato ( o núcleo atômico ) e orientadas segundo os eixos de coordenadas. Orbitais
  7. 7. Orbital p z y xpz orbital px orbital py orbital Orbitais
  8. 8. Orbital dOs orbitais d tem uma forma mais diversificada: quatro deles têm forma de 4 lóbulos de sinais alternados ( dois planos nodais, em diferentes orientações espaciais ), e o último é um duplo lóbulo rodeado por um anel ( um duplo cone nodal ). Orbitais
  9. 9. Orbital fOs orbitais f apresentam formas ainda mais exóticas, que podem ser derivadas da adição de um plano nodal às formas dos orbitais d . Orbitais
  10. 10. Ligações Covalentes Resultam da sobreposição dos orbitais atômicos dos átomos que participam da ligação. Os átomos compartilham o par eletrônico existente na ligação. A ligação covalente pode ser polar ou apolar, que será visto posteriormente. Podem ser do tipo sigma ou pi. Orbitais
  11. 11. Carbono tetraédrico Orbitais
  12. 12. Ligações simples1. Tetraedros ligados por um vérticeEx: etano ⇒ H3C CH3 Orbitais
  13. 13. Ligações duplas2. Tetraedros ligados por uma arestaEx: eteno ⇒ H2C CH2 Orbitais
  14. 14. Ligações triplas 3. Tetraedros ligados por uma face Ex: etino ⇒ HC CHH C C H Orbitais
  15. 15. Hibridação/Orbitais Orbitais/Hibridação
  16. 16. Hibridação ou HibridizaçãoConsiste na mistura de orbitais atômicos puros. São 3 tipos: sp3, sp2, sp. hibridização "sp" é um orbital híbrido construído de um orbital "s" e um orbital "p". Orbitais/Hibridação
  17. 17. Ligação 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) Orbitais/Hibridação
  18. 18. Hibridização spEx: Etino (Acetileno) C 2H 2 Etino (acetileno) Em torno dos átomos de C existem dois orbitais híbridos sp e dois orbitais p “puros”. Os dois orbitais híbridos se ligarão através de ligações sigma s-sp (H-C) e sigma sp-sp(C-C). Os dois orbitais p de cada carbono se ligarão produzindo duas ligações pi entre os carbonos (resultando numa tripla ligação entre os dois carbonos). Liga tripla → uma ligação σ e duas ligações π Orbitais/Hibridação
  19. 19. Hibridização sp Ex: Etino (Acetileno) C 2H 2• Fórmula estrutural do acetileno H C C H Cada átomo de carbono é um híbrido sp.Os hidrogênios possuem orbitais 1s, não hibridizados. 2p 2p hibridação sp 2sObserve que a tripla ligação consiste de uma σ e 2πAs duas ligações π provem dos orbitais p, não hibridizados. Orbitais/Hibridação
  20. 20. Hibridização spEx: Etino (Acetileno) C 2 H 2H C C H H C C H Orbitais/Hibridação
  21. 21. Molécula de C 2 H 2 Orbitais/Hibridação
  22. 22. Hibridação spEtino (Acetileno)  C2H2 Orbitais/Hibridação
  23. 23. Tipos de ligações no C 2 H 2 No acetileno existem 3 tipos de ligações: ligações sigma s-sp; ligação sigma sp-sp; ligações pi  [sp (C 1 ) – 1s (H) ] x 2 tipo σ  [sp (C 1 ) – sp (C 2 ) ] tipo σ  [2p (C 1 ) – 2p (C 2 ) ] tipo π y y  [2pz (C 1 ) – 2pz (C 2 ) ] tipo π Orbitais/Hibridação
  24. 24. Hibridização sp 2 É a mistura de um orbital s com dois orbitais p (pertencentes a um mesmo átomo), resultando em 3 novos orbitais denominados híbridos sp2. Os três orbitais híbridos sp 2 situam-se num mesmo plano formando ângulos de 120° entre si (geometria plana triangular). Acontece com C que possua uma dupla ligação. Num C do tipo sp 2 existirá um orbital p “puro” que será responsável pela ligação covalente do tipo pi. Orbitais/Hibridação
  25. 25. 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). Orbitais/Hibridação
  26. 26. Hibridização sp 2 H HEteno H 2C C CCH 2 H H H H C C H H Orbitais/Hibridação
  27. 27. Hibridização sp 2 C C Observe que a dupla ligação consiste numa ligação do tipo σ e outra do tipo π. Orbitais/Hibridação
  28. 28. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO sp2 H H Etileno C C H H Cada carbono é hibrido sp2 . O hidrogênio é 1s. Uma ligação da dupla é sp2 - sp2. A outra é p - p.2p p hibridação 2s sp2 Orbitais/Hibridação
  29. 29. Os ângulos de ligações noC 2H 4 Como os átomos centrais são dois carbonos de hibridação sp2 o ângulo entre as ligações sigma será de ≈ 120°. observe que a ligação π é perpendicular ao plano que contém a molécula. C com uma dupla ligação  hibridação sp2Numa dupla ligação → uma ligação σ e uma ligação p Orbitais/Hibridação
  30. 30. A Molécula de C 2 H 4Hibridização sp 2 Orbitais/Hibridação
  31. 31. Hibridização sp 3 É a mistura de 3 orbitais p “puros” com um orbital s “puro”, formando 4 novos orbitais “híbridos” denominados sp 3 . A geometria dos 4 orbitais sp 3 é tetraédrica (os 4 orbitais partem do centro do tetraédro e dirigem-se, cada um, para um dos vértices do tetraédro). O ângulo entre os orbitais sp 3 será de aprox.109° Acontece no C que se liga através de 4 ligações simples ( o C é tetravalente). Orbitais/Hibridação
  32. 32. Orbitais Híbridos sp 3 Orbitais/Hibridação
  33. 33. Hibridização sp 3Orbitais/Hibridação
  34. 34. Carbono 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
  35. 35. Exemplo de ligação sp 3 -> CH 4No CH4, os 4 orbitais híbridos sp 3 do C se ligam com os orbitais s de 4 átomos de H, formando 4 ligações sigma C-H [sp3 (C) – 1s (H) ] x 4 ligação σ Orbitais/Hibridação
  36. 36. Metano Fórmula molecular do metano: CH4- Lembrando, 4 ligações simples  sp3 ( 4 orbitais híbridos). Hidrogênio possui  1s orbital não hibridizado. HFórmula estrutural do metano: H C H H Orbitais/Hibridação
  37. 37. Carbono Hibridizando hibridação sp3
  38. 38. CH 4 - metano H HH H Orbitais/Hibridação
  39. 39. CH 4 - metano Orbitais/Hibridação

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