Download - Aula2 Estrutura Molecular I
QMC5222:// Química Orgânica Teórica A
[Aula 02]
Estrutura das
Moléculas I
Estrutura tridimensional Composição (tipos de átomos) + Arranjo espacial
Estrutura Molecular
Valence Shell Electron Pair Repulsion
Theory (VSEPR)
Teoria da repulsão dos pares de elétrons da
camada de valência
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Modelo de Bohr
> Órbitas definidas que o elétron pode viajar ao redor do núcleo sem radiar energia.
> Cada uma destas órbitas tem uma distância fixa do núcleo e tem uma quantidade definida de energia.
Energ
ia
n = no quântico principal
Estrutura Atômica
Camada de valência
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
1
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
17
35
Si
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Si 14
28
Princípio de Aufbau
Princípio fundamental elétrons se comportam como ondas (Louis de Broglie - 1924),
logo podem ser descritos por uma equação de onda Eq. de Schrödinger
- Função de onda do sistema; - Operador Laplaciano; - Energia do sistema; m -
Massa do elétron, V – Energia potencial e - Constante de Planck.
A função de onda descreve a energia e a posição dos elétrons como ondas (dualidade
onda-partícula, enunciada pela primeira vez, em 1924, pelo físico francês Louis-Victor de
Broglie).
0)(8
2
22 VE
m
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Max Born O valor absoluto da função de onda quando quadratizado é proporcional a
probabilidade de encontrar-se o elétron em algum lugar do espaço (90 – 95%)
d é este volume do espaço, definido por: x + dx, y + dy and z + dz
A solução da eq. Schrödinger é expressa em termos de gráficos ORBITAIS ATÔMICOS
dzyx .2
),,(
y
z
x
dy
dx
dz
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
1s 2s
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Estrutura Atômica
Colocando Elétrons em Orbitais
Estrutura Atômica
Orbitais Moleculares
Moléculas Homonucleares Diatômicas
Orbitais Moleculares
Combinação linear de orbitais atômicos (LCAO)
Orbitais Moleculares
Combinação linear de orbitais atômicos (LCAO) Ligação Química Covalente
Orbitais Moleculares
Há vários pontos a serem observados nesse diagrama:
• Dois orbitais atômicos (OAs) se combinam para dar dois orbitais moleculares (OMs);
• Pela LCAO somamos dois OAs para fazer um orbital ligante e subtraímos para fazer um orbital
antiligante;
• Já que os dois átomos são idênticos, cada OA contribui a mesma quantidade para os OMs;
• O OM ligante é de menor energia do que os OAs;
• O OM antiligante é de maior em energia do que os OAs;
• O spin dos elétrons não é importante;
• Os dois elétrons ocupam o OM de menor energia. Este é o OM ligante;
• Assim como com OAs, cada OM pode conter dois elétrons, desde que os elétrons estejam emparelhados
• Os dois elétrons entre os dois núcleos no OM ligante mantém a molécula unida, eles representam a
ligação química;
• Uma vez que estes dois elétrons no OM são de menor energia do que nos OAs, energia é liberada
quando os átomos se combinam;
Orbitais Moleculares
A quebra de ligações
Orbitais Moleculares
Ligação em outros elementos: hélio
Orbitais Moleculares
Orbitais Moleculares
Formação de ligação usando orbitais atômicos 2s
Orbital Sigma Ligação Sigma
Orbitais Moleculares
Formação de ligação usando orbitais atômicos 2p
Orbitais Moleculares
Orbital Sigma Ligação Sigma
Orbitais Moleculares
Orbital Pi (π) Ligação Pi
Orbitais Moleculares
Orbitais Moleculares
Exercício: Desenhe os diagramas de energia de orbital molecular para as
moléculas F2 e B2.
E
E
Orbitais Moleculares
Orbitais Moleculares
Ligação Química Iônica
Orbitais Moleculares
Moléculas Heteronucleares Diatômicas
Orbitais Moleculares
Orbitais Moleculares
Orbitais Moleculares
E
Exercício: Desenhe o diagrama de energia de orbital molecular para a
molécula CO.
Orbitais Moleculares