TEORIA DO ORBITAL MOLECULAR - TOM

A teoria dos orbitais moleculares (TOM) desenvolvida por Hckel e Mulliken, considera que durante uma ligao qumica covalente, aps a aproximao dos ncleos atmicos e sobreposio dos orbitais atmicos (OA), estes se combinam culminando com a formao de orbitais moleculares (OM), ocorrendo o desaparecimento dos orbitais atmicos originais1. Considera-se que dois orbitais atmicos, com energias semelhantes e com possibilidade de realizarem uma sobreposio efetiva, combinam-se formando dois orbitais moleculares. Sempre que um nmero par de orbitais atmicos forem combinados, metade dos orbitais moleculares formados ser ligante enquanto a outra metade ser antiligante1. A energia do orbital molecular ligante sempre menor que a dos orbitais atmicos, enquanto a energia do orbital molecular antiligante maior.O orbital molecular ligante pode ser interpretado como sendo o resultado da sobreposio das funes de onda dos orbitais atmicos de mesmo sinal, enquanto o orbital antiligante surge da sobreposio das funes de onda dos orbitais com sinais opostos. A sobreposio de orbitais dom mesmo sinal pode ento ser comparada a uma interferncia construtiva que ir contribuir para a ligao qumica, visto que a densidade eletrnica, na regio da sobreposio, amplificada. No entanto, a sobreposio de orbitais com sinais postos uma interferncia destrutiva que ir produzir uma regio com densidade eletrnica nula, que ao contrrio da primeira, ir repelir os tomos1.Alm dos orbitais moleculares ligantes e antiligantes h tambm um terceiro tipo de orbital chamado de orbital molecular no-ligante. Os orbitais moleculares no-ligantes no contribuem para a aproximao como tambm no exercem repulso entre os tomos. Consideram-se orbitais moleculares no-ligantes quando a regio de sobreposio de orbitais com sinais iguais exatamente igual a regio de sobreposio de orbitais com sinais opostos. Sempre que no houver efetivamente uma sobreposio de orbitais, tal situao pode ser considerada como no-ligante.Em termo de propriedades dos orbitais moleculares, assume-se que as funes de onda dos orbitais atmicos so combinadas matematicamente para produzir as funes de onda dos orbitais moleculares resultantes. Os orbitais formados so classificados como sigma (), pi () ou delta() em relao a simetria rotacional no eixo de ligao ou ainda, em "g" ou "u" (do alemo "generade" e "ungerade") de acordo com seu centro de inverso.As representaes dos orbitais moleculares so anlogas s representaes dos orbitais atmicos e podem ser interpretadas de duas maneiras equivalentes, sendo que, elas demonstram as regies nas quais h maior probabilidade de encontrar o eltron ou, de modo alternativo, as regies nas quais a densidade da carga eletrnica alta. Desta forma, existe o interesse em dois aspectos moleculares, os quais so as formas de suas distribuies espaciais da densidade de probabilistica e suas energias relativas.Ao serem combinados, os orbitais atmicos passam a compartilhar uma regio do espao. Se a superposio entre os orbitais positiva, os lbulos envolvidos se fundem e formam um lbulo nico no orbital molecular resultante. Se a superposio entre os orbitais negativa, no ocorre fuso dos lbulos, aparecendo um plano nodal entre eles e a densidade eletrnica na regio internuclear diminui.Quanto natureza das espcies moleculares formadas , estas podem ser classificadas em molculas diatmicas homonucleares, molculas diatmicas heteronucleares e molculas poliatmicas.Molculas diatmicas homonucleares apresentam superposio simtrica dos seus orbitais atmicos, devido ao fato de no existirem diferenas nas caractersticas dos orbitais envolvidos na ligao.Orbitais moleculares formados a partir de orbitais atmicos de espcies qumicas diferentes, apresentam a particularidade de que a superposio no serem simtricas, ao contrrio do que ocorre nas molculas homonucleares. Diante desse motivo, os orbitais moleculares formados tendem a apresentar mais caractersticas de um tomo do que do outro, sendo que, os eltrons ficam mais prximos de um dos tomos que do outro, ocasionando o surgimento de uma polarizao entre as suas ligaes. A Teoria do Orbital Molecular aplicada s espcies poliatmicas, difere das molculas diatmicas, e o que deve ser considerado, inicialmente, o conceito de densidade eletrnica. Nas espcies poliatmicas a densidade eletrnica dos orbitais moleculares encontra-se sempre deslocalizada, o que significa que um mesmo orbital molecular contribui na ligao qumica de trs ou mais tomos..Efetivamente, os orbitais que interagem em uma reao qumica, recebem a designao de orbitais de fronteira. Quando duas molculas se aproximam para reagirem, ocorrem interaes entre as regies de alta e baixa energia. Os eltrons presentes no orbital molecular de mais alta energia de uma das molculas, deve fluir para o orbital molecular vazio de mais baixa energia da outra molcula. Esses orbitais recebem as designaes de HOMO e LUMO. HOMO (do ingls,High Occupied Molecular Orbital) refere-se ao orbital de mais alta energia e LUMO (do ingls,Low Occupied Molecular Orbital) a designao do orbital molecular vazio de mais baixa energia.A Teoria do Orbital Molecular uma forma de demonstrar como ocorrem as ligaes entre tomos, assumindo que os eltrons so ondas e no partculas, conforme a teoria de Schrdinger, acrescentando a previsibilidade da distribuio eletrnica, assumindo o princpio de excluso de Pauli e a maior possibilidade de se encontrar os eltrons na molcula formada, principalmente por considerar o principio da estabilidade e a regra de Hund, que descreve os mecanismos de distribuio dos eltrons nos orbitais. Outras aplicaes possveis da Teoria do Orbital molecular refere-se previso e explicao de forma eficiente e precisa da geometria molecular; das propriedades termodinmicas, espectroscpicas, magnticas e de estado excitado.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS1. BENVENUTTI, E.V. Qumica Inorgnica: tomos, molculas, lquidos e slidos.3. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2011.3. OLIVEIRA, O. A. FERNANDES, J.D. G.Arquitetura atmica e molecular. Natal: Editora da UFRN, 2006.