Orbitais atômicos, ligações Orbitais atômicos, ligações sigma (sigma () e pi () e pi (), hibridização ), hibridização

de orbitaisde orbitais

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Distribuição eletrônica

Tarefa: faça a distribuição eletrônica dos elementos abaixo, no seu estado fundamental.

a) 1H

b) 7N

c) 8O

d) 17Cl

33

2 elétrons com spins opostos

orbital subnível

nível

São encontrados com em uma região de

probabilidade denominada

Um ou mais orbitais formam um

Um ou mais subníveis formam um

4

Representação esquemática de um orbital

Subnível s (1 orbital = 2 elétrons)

Subnível p (3 orbitais = 6 elétrons)

Subnível d (5 orbitais = 10 elétrons)

Subnível f (7 orbitais = 14 elétrons)

Representação esquemática de um par de elétrons com spins opostos

5

1H1s1

O hidrogênio faz uma ligação, pois possui 1

orbital semi-preenchido

7N1s2 2s2 2p3

O nitrogênio faz três ligações, pois possui 3

orbitais semi-preenchidos

Tarefa: fazer a representação esquemática

do oxigênio e deduzir quantas ligações ele

necessita fazer.

6

8O1s2 2s2 2p4

O oxigênio faz duas ligações, pois possui 2

orbitais semi-preenchidos

7

17Cl1s1 2s2 2p6

3s2 3p5

O cloro faz uma ligação, pois possui 1 orbital

semi-preenchido

8

Conclusão:

O número de orbitais semi-preenchidos corresponde ao número de ligações

químicas que o elemento precisa fazer com os demais elementos.

9

http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/video/e%20tempo%20de%20quimica/estruturaAtomica/quimicaQuantica/video%20para%20web/video.html

Química Quântica

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Princípio da incerteza de Heisenberg:

“É impossível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron num dado instante”. Em outras

palavras, um elétron é caracterizado não pela sua posição ou pela sua velocidade, mas, sim, pela sua energia.

Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde a probabilidade de se encontrar um elétron é alta.

11

Formato do subnível ‘s’ (esférico)

y

x

z

12

Formato do subnível ‘p’ (halteres)

y

x

z

Tipos de interação entre orbitais em ligações covalentes:

(sigma): ocorre quando há interação frontal de orbitais (sigma): ocorre quando há interação frontal de orbitais

(pi): ocorre quando há interação em paralelo de orbitais (pi): ocorre quando há interação em paralelo de orbitais

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Exemplo: H2

H H

1 ligação (s-s)

15

Exemplo: HCl

H Cl

1 ligação (s-p)

16

Exemplo: Cl2

ClCl

1 ligação (p-p)

ClCl

17

Exemplo: O2

OO

1 ligação (p-p)1 ligação (p-p)

OO

18

Exemplo: N2

NN

1 ligação (p-p)2 ligações (p-p)

NN

19

Exemplo: H2O

H

2 ligações (s-p)

H

O

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Resumindo

Tipo de ligação

entre átomos

Classificação

SimplesX Y

1 ligação

DuplaX = Y

1 ligação

1 ligação

Tripla X Y

1 ligação

2 ligação

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Exercício Determine o tipo de ligação ( ou ) e quais os orbitais envolvidos (s-s, s-p, p-p) nas substâncias abaixo:

a) NH3 b) Br2 c) PH3 d) PCl3

e) HI f) H2O2 g) N2H4

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6C1s2 2s2 2p2

Pela teoria dos orbitais semi-preenchidos, o carbono faria só duas ligações. Porém,

experimentalmente sabe-se que o carbono faz quatro ligações. Como explicar?

LIVRO, 4A, aula 8: hibridação de orbitais

Hibridação de orbitais! sp³, sp² e sp

23http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

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Hibridização sp3

Ex: a) Metano – CH4

4 ligações sp³s ()

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6 ligações sp³ s ()

1 ligação sp³sp³ ()

Hibridização sp3

Ex: b) Etano – C2H6

26http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

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4 ligações sp2 s ()1 ligação sp2sp2 ()1 ligação pp ()--------------------------5 ligações 1 ligação

Hibridização sp2

Ex: Eteno – C2H4

28http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

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2 ligações sps ()1 ligação spsp ()2 ligação pp ()--------------------------3 ligações 2 ligação

Hibridização sp

Ex: Etino – C2H2

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Tipo de Hibridização

Ângulo entre as ligações

Geometria molecular

Tipos de ligação

sp3 109 28’ Tetraédrica 4 sp2 120 Trigonal plana 3 e 1 sp 180 Linear 2 e 2

Resumindo