LIGAÇÃO COVALENTE: TEORIA DA
LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)
LIGAÇÃO QUÍMICA

Principais Tipos de Ligação Química

Iônica

Covalente

Metálica
E. Eletropositivo + E. Eletronegativo
E. Eletronegativo + E. Eletronegativo

E. Eletropositivo + E. Eletropositivo

Iônica
Covalente

Metálica
Ligação Covalente
SOBREPOSIÇÃO ORBITAIS ATÔMICOS
Ligação Covalente

HA + HB

HA

HB

Atração recíproca dos dois núcleos
pelos elétrons
TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)

Linus Pauling
Prêmio Nobel:
Química e da Paz

The Nature of the
Chemical Bond
TLV

Sobreposição de Orbitais Atômicos
Semi-Preenchidos

Elétrons de Valência Localizados
Entre os Núcleos
Exemplos H2

HF

Ligação Sigma

F2
Formação de Ligações Sigma
Ligação π

Exemplo para N2
Moléculas Multicêntricas
Como explicar: BF3, CH4, H2O, NH3, etc
?????????????????????????????????????

Linus Pauling: Hibridização

Mistura dos orbitais atômicos do
átomo central (funções de onda)
Linus Pauling: Hibridização
Mistura dos orbitais atômicos do átomo
central (funções de onda)

Novo conjunto de orbitais (híbridos)

Nova orientação/Nova Energia

Maior região de sobreposição orbital
Hibridização sp
Molécula BeH2

180º
H

Be: 1s2 2s2

Be

H
Be:

sp
2s + 2p
sp

Orbitais: pex; 2py e 2pz inalterados
1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico
Combinação de 1 orbital s com 1 orbital p

2 Orbitais híbridos sp
Linear

BeH2

Hibridização sp

Formação de dois orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp
• •• •
•F•
B
•••
F
•••

Boron configuration
↑↓
•••
F• 1s
••

↑↓
2s

↑
2p

Triangular Planar
ângulo: 120º
Hibridização sp2
B:

sp2

2s + 2px + 2py

sp2
sp2

Orbital: pex; 2pz inalterado
1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico
Combinação de 1 orbital s com 2 orbitais p

3 Orbitais híbridos sp2
Hibridização sp2

Formação de três orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp2
Hibridização sp3
o
109o
109

1s2

2s2

2p

Configuração do C
Hibridização sp3
C:

sp3

2s + 2px + 2py + 2pz

sp3
sp3
sp3

1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico
Combinação de 1
orbital s com 3
orbitais p

3 Orbitais híbridos sp3
Hibridização sp3

109o
109o

Formação de quatro orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp3
Hibridização sp3
NH3

Posição dos Átomos:
Geometria Piramidal

Par de elétrons
lone pair of electrons
livres na posição
in tetrahedral positio
tetraédrica

N
H

H
H
Configuração do N
1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico

Gera orbital híbrido com
par de elétrons
Formação de moléculas com dois ou
mais centros “hibridizados”

Implicações estruturais

Exemplos:
C2H6
C2H4
C2H2
Hibridização e Formação de Ligações
Múltiplas (π)

C2H4

H

H
120Þ

C
H

sp

C
H

2
Cada átomo de carbono hibridização sp2

1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico

3 orbitais híbridos sp2,
disponíveis para formar
ligações sigma

Orbital inalterado
para formação da
ligação Pi
C1-H

C1-H

=C
=H

C1-C2

C2-H

C1-C2

C2-H
Ligações Múltiplas: Ausência de
livre rotação
Restrição Energética da Rotação
Mecanismo da Visão

Rodopsina
H

N

(Cis-retinal)

Proteína

hν
H
N

Proteína

Meta-Rodopsina
(Trans-retinal)
Large Structural Rearrangement

hν

N

N

hν /Δ

Z

E

ISOMER

N N

o

DISTANCE (Α)

DIPOLE MOMENT (D)

E

9,0

ZERO

Z

5,5

3,0
hν1

hν2

hν1

hν2
Photoactive Dendrimers as Hosts

hν
H
H

H

=

CO2-

H

Br

Br
-

O

O

O
Br

Br
Eosin Y

J. Am. Chem. Soc. 120, 12187 (1998) A. Archut, F. Vögtle, L. De Cola, G.C. Azzellini and V. Balzani
Photoswitch Systems

O

N
N

NO2
O

N
N

N

Si

N

N
N

O2N

N
N

λ = 410 nm

N

O

N

Δ (slow conversion) or
λ = 675 nm (fast conversion)

1-E

N

N

NO2

N

N

N

Si

N

N
N

N
N

N

O

1-Z

N

NO2
C2H2:Cada átomo de carbono hibridização sp

1s2

2s2

2p

Rearranjo
eletrônico

2 orbitais híbridos sp,
disponíveis para formar
ligações sigma

Orbitais inalterados
para formação da
ligação Pi
Formação de Ligações σ e π no C2H2

6 ligacao covalente_tlv