O documento discute os tipos de orbitais moleculares formados pela sobreposição de orbitais atômicos, incluindo orbitais σ e π. Exemplifica a formação de orbitais moleculares para diversas moléculas diatômicas como Li2, Be2, B2, C2, N2, O2 e F2 e discute suas energias de ligação e propriedades magnéticas.

3. Energia de Separação entre
Orbitais s-p

4. Orbital σ (Ligação σ)
Tipos de orbitais
Por convenção o eixo z é o eixo internuclear
Formado pela sobreposição de orbitais atômicos
que possuem simetria cilíndrica ao redor do eixo internuclear (z)
Os orbitais σ podem ser formados de várias maneiras:
sobreposição s,s
sobreposição s,p
sobreposição p,p

5. Orbitais p

6. OM formados pela superposição de 2 orbitais atômicos do tipo p formando orbitais s.
OM formados a partir de orbitais atômicos do tipos formando s.
pz pz

7. Ligações formadas pela superposição de 2 orbitais atômicos
do tipo p formando orbitais p.

9. Eixo Z
Eixo x
ou
Eixo y

10. Estes orbitais não se superpõem apreciavelmente ou não se
superpõem de modo algum em virtude de não apresentarem
simetria e energia apropriadas.
Orbital Molecular não ligante

12. Sequência de energia
Elementos de Li a N
s s* p p s p* p* s*
Elementos de O a Ne
s s* s p p p* p* s*

13. Energy
2s 2s
2sg
2su*
2p
2p
3sg
3su*
1pu
1pg*
Molecular Orbital Theory
(px,py)
pz
HOMO
LUMO
Diagrama de energia para
Li2 Be2 B2 C2 N2
s s* p p s p*p* s*

14. Be2
Be Be
Z = 4
1s2 2s22p0
Li Li
Li2
1s2 2s12p0 Z = 3
2e- 4e-
s
s*
s
s*
pp
p*p*
s
s*
s
s*
pp
p*p*
OL = (2- 0)/2
OL = 1
tipo s
OL = 0
NÃO EXISTE DIATÔMICO
COVALENTE

15. C2
C C
Z=6
1s2 2s22p2
B B
B2
1s2 2s22p1
Z=5
6e-
8e-
s
s*
s
s*
pp
p*p*
s
s*
s
s*
pp
p*p*
OL = 2 - 1 = 1
tipo = p
OL = 3 - 1 = 2
tipo = 2 pparamagnético

16. N2
N N
Z=7
1s2 2s22p3
10e-
s
s*
s
s*
pp
p*p*
OL = 4 -1 = 3
2p e 1 s

17. Energias de s e p
muito diferentes

18. s s* s p p p*p* s*

19. O2
O O
Z = 8 1s2 2s22p4
OL = 4 - 2 = 2
s e p
12 e-
paramagnético

20. O2 é para magnético, N2 não é.
(a) N2 líquido (PE = 77K) pode ser colocado diretamente passando
livre por um campo magnético forte.
(b) O2 líquido (PE=(90K) é atraído pelo magnéton e preenche a
cavidade entre os pólos. Tem 2 elétrons desemparelhados nos
orbitais px e py.

21. F2
F F
Z = 9 1s2 2s22p5
OL = 4 - 3 = 1
s
14 e-

22. A TOM pode explicar a ligação
covalente ?
PROBLEMA: Como mostra a Tabela , a remoção de 1 e- do N2 forma um
íon com ligação mais fraca e mais longa, enquanto que o íon
formado a partir do O2 tem ligação mais curta e mais forte.
estratégia: encontre o número de e- de valência , desenhe o diagrama de
OM, calcule a OL e compare os resultados.
Energia de ligação (kJ/mol)
Distância de ligação (pm)
N2 N2
+ O2 O2
+
945
110
498841 623
112121112

23. s2s
s*2s
p2p
s2p
p*2p
s*2p
N2
N2
+
O2
O2
+
1/2(8-2)=3 1/2(7-2)=2,5 1/2(8-4)=2
s2s
s*2s
p2p
s2p
p*2p
s*2p
1/2(8-3)=2,5
Perda de elétron
antiligante
Perda de elétron
ligante

24. SOLUÇÃO:
estratégia:
encontre o número de e- de valência , desenhe o diagrama de
OM, calcule a OL e compare os resultados.
Energia de ligação (kJ/mol)
Distância de ligação (pm)
N2 N2
+ O2 O2
+
945
110
498841 623
112121112
N2 tem 10 e- de valência, então N2
+ tem 9.
O2 tem 12 e- de valência, então O2
+ tem 11.
OL  N2 = 3 N2
+ = 2,5
OL  O2 = 2 O2
+ = 2,5

25. Efeito pode ser considerado com mais facilidade
MOLÉCULAS DIATÔMICAS HETERONUCLEARES
DEVEM SER CONSIDERADOS:
ENERGIA DOS ORBITAIS ENVOLVIDOS
TAMANHO
Se os átomos envolvidos estiverem na mesma linha da
Tabela Periódica
Exemplo clássico : CO
s s p p s* p*p* s*

27. Na
ClNaCl

28. O2
-
O O
Z = 8 1s2 2s22p4
OL = 4 – 2,5 = 1,5
s e p/2
13 e-

29. O2
+
O O
Z = 8 1s2 2s22p4
OL = 4 – 1,5 = 2,5
s e 3/2 p
12 e-

30. Bond
Length
O2
+
O2 1.207
1.26
1.49
2.5
2
1.5
1
paramagnetic (1)
paramagnetic (1)
diamagnetic
Comparação de propriedades físicas para o oxigênio e
alguns de seus íons
Distância de ligação
O2
+
O2
O2
–
O2
2–
1,123 Å
1,207
1,26
1,49
2,5
2
1,5
1
paramagnético (1)
paramagnético (2)
paramagnético (1)
diamagnético
Bond
OL
Propriedades
magnéticas