II – Método do Enlace de Valência

Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)II Método do Enlace de Valência

A formação de uma ligação entre dois átomos é descrita como a

coalescência (enlace) de 2 orbitais atómicas de valência semi-coalescência (enlace) de 2 orbitais atómicas de valência semi

preenchidas, 1 de cada átomo, ou de 1 orbital atómica totalmente

preeenchida de um átomo e outra vazia do outro átomo (ligação dativa).

Como se usa o método?

Apenas se consideram as orbitais atómicas de valência;• Apenas se consideram as orbitais atómicas de valência;

• Só se fazem combinações de orbitais atómicas duas a duas,

uma de cada átomo;;

• Os e-s de camadas interiores conservam carácter atómico;

• Só há orbitais ligantes e não-ligantes (atómicas)

Contornos de isoprobabilidade dos electrões mais externos na

molécula de F2 pelo método do Enlace de Valência

F 1 2 2 2 2 5

F2F Fnão ligantesnão ligantesz

F: 1s2 2s2 2p5

x

σnão ligantes não ligantes

y

Em vez dos electrões anti‐ligantes 

Ei(F2)<Ei(F)C.L.O.A.

previstos pela C.L.O.A. há electrões não ligantes, o que levaria a: Ei(F2)=Ei(F)

Molécula de O2

O: 1s2 2s2 2p4

Pelo método da C.L.O.A. há 2 electrões

p

desemparelhados, antiligantes.

Pelo método do E. V. não há electrões desemparelhados.

O OO2

σ

πp

x

O2O O

Molécula de C2

C: 1s2 2s2 2p2

Pelo método da C.L.O.A. há 4 electrões ligantes π

Pelo método do E. V. á

zhá 2 electrões ligantes σ e dois π.

xσ

π

y

O bit i Ató i Híb id

Moléculas Poliatómicas

Orbitais Atómicas Híbridas

(Forma elegante de introduzir no método do E. V. a mistura de orbitais s e p)

1. Antes de se estabelecer a ligação, em cada um dos átomos há uma 1. Antes de se estabelecer a ligação, em cada um dos átomos há uma combinação de orbitais (por ex. s e p) orbitais atómicas híbridas

2. As orbitais atómicas híbridas combinam-se com as de valência dos outros átomos para formar orbitais moleculares.outros átomos para formar orbitais moleculares.

+ -

Ex: hibridação sp

sp sps

p ++ -

+

+ - +

- 2 Orbitais Híbridas sp equivalentes,

formando um ângulo

+

formando um ângulo de 180º

Ex: hibridação sp2

py

(Pl ) sp2(Plano xy)

+

+

s++ -

(Plano xy) sp2

sp2

(Plano xy)

+-

px

++ -

-sp2

3 Orbitais Híbridas sp2equivalentes, formando

ângulos de 120ºângulos de 120º

Ex: hibridação sp3

pzsp3

+

s++ -

- sp3

px

++ -

-pysp3

sp3

4 Orbitais Híbridas sp3equivalentes, formando

ângulos de 109º 28’ângulos de 109 28

Energias das Orbitais Híbridas

E (S )

2p

E

E2p

(Sem hibridação) sp3 spsp2

2p

E

Esp3

ΔE/2ΔE/3ΔE/4

Esp

Esp2

ΔE

Esp3 = 1/4 E2s + 3/4 E2p

2sE2s

Esp2 = 1/3 E2s + 2/3 E2p

Esp = 1/2 E2s + 1/2 E2psp 2s 2p

HIDROCARBONETOS: CxHy

Carbono em hibridação sp3: 1s2 2sp31 2sp3

1 2sp31 2sp3

1

C: 1s2 2s2 2p2

Alcanos: CnH(2n+2)

Carbono em hibridação sp3: 1s 2sp3 2sp3 2sp3 2sp3

Capacidade para formar 4 ligações σ

C b hib id ã 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1Carbono em hibridação sp2: 1s2 2sp21 2sp2

1 2sp21 2pz

1

Alcenos: CnH2nCapacidade para formar 3 li õ 1 li ãn 2n 3 ligações σ e 1 ligação π

Carbono em hibridação sp: 1s2 2sp1 2sp1 2py1 2pz

1

Alcinos: C H(2 2)Capacidade para formar 2Alcinos: CnH(2n-2) ligações σ e 2 ligações π

HIDROCARBONETOSAlcanos: CnH(2n+2) Alcenos: CnH2n Alcinos: CnH(2n-2)Metano: CH4

Etano: C2H6 Eteno: C2H4 Etino: C2H2

Propano: C3H8 Propeno: C3H6 Propino: C3H4

Butano: C4H10 1-Buteno: C4H8 1-Butino: C4H6

H O

Oxigénio em hibridação sp3: 1s2 2sp32 2sp3

2 2sp31 2sp3

1

Metanol: CH3OH

H2Opares isolados

pares isolados

104º 30’

Dimetiléter:CH3OCH3

pares isolados

Oxigénio em hibridação sp2: 1s2 2sp22 2sp2

2 2sp21 2pz

1

Formaldeídoou metanal:H2CO

pares isolados

Acetona Acetona ou dimetilcetona: CH3COCH3

Ácido acético:CH3COOH

pares isoladospares isolados

pares isolados

Azoto em hibridação sp3: 1s2 2sp32 2sp3

1 2sp31 2sp3

1

NH3

par isolado

3

Metilamina: CH3NH2par isolado

Azoto em hibridação sp2: 1s2 2sp22 2sp2

1 2sp21 2pz

1

par isoladoM i i CH NH par isoladoMetanimina:CH2NH

Ligação Química

Sumário 7Ligação Química

• Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)

• II. Método do Enlace de Valência (EV)( )

• Moléculas diatómicas

- Análise Comparativa dos métodos da CLOA e EV

• Moléculas Poliatómicas

- Hibridações sp, sp2 e sp3

- Contornos de isoprobabilidade das Orbitais Híbridas

- Balanço energético das Hibridações. Vantagens da hibridação

• Moléculas Formadas por um Elemento do 2º Período e H

- Carbono: CH4 e Alcanos. Alcenos e Alcinos

O i é i H O Ál i- Oxigénio: H2O e Álcoois

- Azoto: NH3 e Aminas