03/02/2014 1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonhae
Mucuri Campus JK Diamantina - MG Profa. Dra. Flaviana Tavares
Vieira -Amolculaadotaageometriaqueminimizaa repulso sob um dado par
de eltrons isolado e os pares de eltrons de ligao.
1:DetermineaestruturadeLewisparaa molcula ou on;
2:Escolhaageometriaapropriadadosparesde
eltronsedepoisaformamolecularquese adapta ao n total de pares
simples e isolados; 3: Determine os ngulos das ligaes. Repulso de
Eltrons da Camada de Valncia RPECV ouVSPER
3-Omodeloderepulsodopardeeltronsdo
nveldevalncia,relacionaasgeometrias
molecularescombasenasrepulsesentreos
domniosdeeltrons,quesoregiesaoredor
deumtomocentralnasquaisoseltronsso provveis de ser encontrados.
-Tantoparesligantesdeeltrons,quesoos
envolvidosnasligaes,quantoosparesno-ligantes,tambmchamadosparessolitrios,
criamdomniosdeeltronsaoredordeum tomo. Repulso de Eltrons da Camada
de Valncia RPECV ouVSPER 4-DeacordocomomodelodaRPECV,os
domniosdoseltronsorientamasiprprios
paraminimizarasrepulseseletrostticas, isto , eles permanecem to
afastados entre si quanto possvel. -Os domnios de eltrons de pares
no-ligantes exercemrepulsesligeiramentemaioresque
asexercidasporparesligantes,queelevama
determinadasposiespreferenciaisparaos
paresno-liganteseadesviosdosvalores idealizados para ngulos de
ligao. 5-Osdomniosdeeltronsdeligaes
mltiplasexercemrepulsomaioresqueas exercidas por ligaes simples.
-Oarranjodosdomniosdeeltronsaoredor dotomocentralchamadogeometriado
domnio do eltron ou arranjo. -Oarranjodostomoschamadogeometria
molecular. GeometriaFormaExemplo Linear (180)HCN, CO2 Trigonal
plano (120) BF3, SO3, NO3, CO32 NC= 2 NC= 3 03/02/2014 2
GeometriaFormaExemplo Tetradrica (109,5) CH4, SO42, NSF3 Quadrado
planar Pirmide quadrada XeF4 Sb(Ph)5 NC= 4 NC= 4 NC= 5
GeometriaFormaExemplo Bipirmide trigonal (90o, 120o) PCl5, SOF4
Octadrica (90) SF6, PCl6 NC= 5 NC= 6 Estrutura de Lewis Geometria:
trigonal bipiramidal Exemplos com eltrons livres Pares de eltrons
livres: 12 3 Geometria: GangorraForma de TLinear
Paresdeeltronslivresocupamprimeirooplano
trigonalposioequatorialparaminimizara repulso de 90o. Estrutura de
Lewis Todos os ngulos = 90o. Geometria: octadrica -6 pares de
eltrons em torno do tomo de S: exceo regra do octeto. 12Formas dos
Arranjos Geomtricos 03/02/2014 3 13Formas dos Arranjos Geomtricos
14Formas dos Arranjos Geomtricos 15Formas dos Arranjos Geomtricos
16Formas dos Arranjos Geomtricos 17Formas dos Arranjos Geomtricos
18Formas dos Arranjos Geomtricos 03/02/2014 4 19Formas dos Arranjos
Geomtricos Orbitais Orbital:regiodoespaoemquehprobabilidade elevada
de se encontrar o eletron. Orbitais Atmicos -So formados a partir
da combinao de orbitais atmicos. *O nmero de orbitais moleculares
que resultam sempre igual ao nmero de orbitais atmicos combinados.
Orbitais Moleculares 03/02/2014 5 -OmodelodaRPECVtemcomobasea
estruturadeLewis,masnopermiteexplicar porque ocorrem as ligaes
qumicas. -Descrevedamesmaforma,porexemploa
ligaoentreasligaesdehidrognionas molculasdeH2eHF.Noentantoestas
molculaspossuemenergiasdedissociaoe comprimentos de ligao
diferentes. Repulso de Eltrons da Camada de Valncia RPECV ouVSPER
26-Porisso,atualmente,utilizam-se2teorias
damecnicaqunticaparadescreveras
ligaescovalenteseaestruturaeletrnica das molculas: -Teoria da ligao
de valncia - TLV -Teoria dos orbitais moleculares - TOM 27-De
acordo com a TLV os eltrons numa molculaocupamorbitaisatmicosdos
tomos individuais. -PelaTOMpressupe-seaformaode
orbitaismolecularesapartirdeorbitais
atmicos.28-ATLVumaextensodaidiade Lewissobreligaesdeparesde
eltrons. -NaTLV,asligaescovalentesso
formadasquandoorbitaisatmicosnos tomos vizinhos se superpem. Teoria
de Ligao de Valncia -TLV
-Sobreposiodeorbitais:aumentaaprobabilidadede
encontraroseltronsdeligaonoespaoentreosdois ncleos.
-Aidiadequeasligaessoformadaspela sobreposio de orbitais atmicos a
base para a teoria de ligao de valncia. -A ligao covalente que se
origina da sobreposio de 2 orbitais,umdecadaumdos2tomoscomonoH2,
chamada de ligao sigma (). -Adensidadeeletrnicadeumaligaomaiorem
torno do eixo da ligao. 3003/02/2014 6 Formao de Ligao Covalente 1s
+ 2pySem ligao Sem ligao Ligao Ligao Ligao Interferncias
Construtivas e Destrutivas de Funo de Onda 33-Para entender asidias
da teoria de ligao devalnciasmolculaspoliatmicas,
devemosvisualizaramisturadosorbitais s,p, e algumas vezes d, para
formar orbitais hbridos. -Oprocessodehibridizaolevaaorbitais
atmicos que tm lbulo grande direcionado
parasuperporaorbitaisemoutrostomosa fim de haver uma ligao.
Orbitais Hbridos Osorbitaisatmicospodemsemesclar
ouhibridizarparaformarosorbitaishibridos.
Quando2orbitaisatmicoscombinam-se,2 novos orbitais so produzidos
nesse tomo. Hibridizao Teoria VSPER: Estrutura de LewisModelo
molecularGeometria dos pares de eltrons Configurao da camada de
valncia do carbono no estado fundamental Hibridizao de Orbitais
Atmicos Os orbitais 2px, 2py e 2pz encontram-se ao longo dos eixos
x, y e z, a 90o entre si. Os orbitais 2p em um tomo.03/02/2014 7
37-Osorbitaishbridospodemtambm acomodar pares no ligantes.
-Ahibridizaopodeestarassociadaa diferentes formas arranjos:Linear
(sp) Trigonal plana (sp2) Tetradrica (sp3) Bipiramidal trigonal
(sp3d) Octadrica (sp3d2) 38Ex: BeF2
4Be: 1s2 2s2 9F: 1s2 2s2 2p5 Configurao do berlio: Orbitais
Hbridos sp Orbitais hbridos do Be *Cada ligao no BeH2 resulta da
sobreposio de 1 orbital 1s do H e do orbital hbrido sp do Be.
Orbitais Hbridos sp 40 Ex: BF3 5B: 1s2 2s2 2p1 9F: 1s2 2s2 2p5
Configurao do boro Orbitais Hbridos sp2 41 Ex: CH4
6C: 1s2 2s2 2p21H: 1s1 Configurao do carbono Orbitais Hbridos
sp3 03/02/2014 8 43Orbitais hbridos Orbitais atmicos utilizados
Nmero de orbitais hbridos Geometria dos pares de eltrons sp sp2 sp3
sp3d Sp3d2 s + p s + p + p s + p + p + p s + p + p + p + d s + p +
p + p + d + d 2 3 4 5 6 Linear Trigonal planar Tetradrica
Bipiramidal trigonal Octadrica45-Aforma,otamanhodeuma
molcula,aforaeapolaridadede suasligaes,determinamas propriedades da
substncia. -Algunsdosmaissignificativos exemplossovistosemreaes
bioqumicas,naefetividadedos medicamentos,efeitoscolaterais, etc.
Geometria Molecular 46-Asligaescovalentesnasquaisa
densidadeeletrnicalocaliza-seao longodalinhaconectandoos
tomos(eixointernuclear)so chamadas ligaes sigma ( ).
-Elastambmpodemserformadas pelassuperposiesparalelasdos
orbitaisp.Talligaochamada ligao pi ( ). Ligaes Mltiplas 48Modelo da
molcula de Hidrognio (H2) Modelo da molcula de oxignio (O2) Modelo
da molcula de Nitrognio (N2) 03/02/2014 9
-Osorbitaissobrepem-separaformarumaligao entre 2 tomos;
-2eltrons,despinsopostos,podemseracomodados
nosorbitaissobrepostos,emgeral,1eltron fornecido por cada 1 dos
tomos ligados; -Devidoasobreposiodosorbitais,oseltronsde
ligaotmmaiorprobabilidadedeserencontrados
emumaregiodoespaoinfluenciadaporambosos ncleos. Pontos Principais
da abordagem da TLV Combinando Orbitais Atmicos para formar
Orbitais Hbridos do tomo Central -Naformaodaligaoqumica,acombinao
linearde2oumaisorbitaisatmicosemumtomo produz orbitais atmicos
hbridos. REGRA:Onmerodeorbitaisatmicosqueso
combinadosigualaonmerodeorbitaishbridos resultantes. -Todos os
orbitais hbridos so degenerados (iguais em energia) Conjunto de
orbitais hbridos que surgem da mistura de orbitais atmicos s, p e
d: -O nmero de orbitais hbridos requeridos por um tomo em uma
molculaouondeterminadopelageometriadosparesde
eltronsemtornodessetomo.Umorbitalhbridonecessrio para cada par de
eltrons no tomo central;
-Seoorbitalsdacamadadevalncianotomocentralemuma
molculaouonformescladocomumorbitalpdacamadade valncia nesse mesmo
tomo, 2 orbitais hbridos so criados. Eles so separados por 180o e o
conjunto de 2 orbitais chamado sp; - s + 2 p = 3 orbitais hbridos
so criados: sp2 ( = 120o); - s + 3 p = sp3 (=109,5o, o ngulo
tetradrico); -2 d + sp3 = sp3d (trigonal) ou sp3d2 (octadrica)
Figura Geomtrica Arranjo dos orbitais hbridos 2 pares de eltrons sp
3 pares de eltrons sp2 4 pares de eltrons sp3 BeCl2 BF3 CH4 5 pares
de eltrons sp3d 6 pares de eltrons sp3d2 Arranjo dos orbitais
hbridos Figura Geomtrica PF5 SF6 Teoria da Ligao de Valncia para o
Metano, CH4
4 orbitais sobrepostos sp3 Hibridizao 03/02/2014 10 As ligaes na
molcula de metano Orbital no tomo de C livreOrbitais hibridizados
no tomo de C no metano 4 orbitais hbridos sp3 Cada ligao no metano
resulta da sobreposio do orbital 1s do H e do orbital sp3 do C.
Orbitais sp3 do C Orbital 1s do H 4 ligaes Orbitais Hbridos de
Molculas e onscom Geometria Trigonal Planar dos Pares de Eltrons
Orbitais Hbridos de Molculas e onscom Geometria Linear dos Pares de
Eltrons 03/02/2014 11 Ligaes duplas: modelo de ligao para o
etileno, C2H4. Estrutura de Lewis e as ligaes no etileno
LigaesC-H:formadaspela sobreposiodosorbitais hbridos sp2 do C com
orbitais 1 s do H. A ligao entre os tomos deCeHsurgedasobreposio de
orbitais sp2. AligaoC-Cformada pelasobreposiodos
orbitais2pnohibridizados decadatomo.Observea ausenciadedensidade
eletrnicaaolongodoeixo da ligao C-C. Ligaes triplas: modelo de
ligao para o acetileno, CH2O.
63BROWN,T.L.;Jr,H.E.L.QumicaaCinciaCentral, 9 ed.Ed. Prentice Hall.
So Paulo, 2005. 972p. CHANG,R.Qumica.5ed.Ed.McGraw-Hill. Portugal,
1994. 1.117p. BIBLIOGRAFIAVerificando o Aprendizado 1.
Dageometriamolecularageometriaeletrnicaea hibiridizao do tomo
central. a. SiF62- b. SeF4 c. ICl2- d. XeF4 Respostas: a. Geometria
Molecular e Eletrnica: octadrica, hibridizao sp3d2 b.
Gometriaeletrnica:bipiramidaltrigonal;Geometriamolecular: gangorra;
Hibridizao: sp3d2
c.Gometriaeletrnica:bipiramidaltrigonal;Geometriamolecular:linear;
Hibridizao: sp3d
d.Gometriaeletrnica:octadrica;Geometriamolecular:quadradaplana;
Hibridizao: sp3d2 2. Quais so os orbitais hbridos em cada um dos
tomos indicados: a. Ce O em H3C-O-CH3 b. C no propano H3C-CH=CH2 c.
C e N na glicinaH2N-CH2-COOH Respostas; a. sp3; sp3; sp3 b. sp3;
sp2; sp2 c. sp3; sp3, sp2 Verificando o Aprendizado
-Sugiraestruturasgeomtricasparaasseguintes espcies: 1. BF3 6. NH3
2. H3O+ (on hidrnio)7. PCl6- 3. BrF5 8. PF5 4. BeCl2 9. ICl2- 5.
H2O 10.XeF4 03/02/2014 12 - Geometrias: 1. BF3 : Trigonal plana 6.
NH3: Piramidaltrigonal 2. H3O+: Piramidal trigonal 7. PCl6-
:Octadrica 3.BrF5: Piramidal quadrada8. PF5: Bipiramidal trigonal
4. BeCl2: Linear 9. ICl2-: Linear 5.
H2O: Angular plana10.XeF4: Quadrtica
2.ConsidereasmolculasisoeletrnicasCH4,NH3e
H2Oeseusrespectivosngulosdeligao,iguaisa
109,5o,107oe104,5o.Justifiquea tendnciaobservada nos valores desses
ngulos.
Quantomaioronmerodeparesdeeltronsno-ligantes,menoroespaodisponvelparaospares
ligantes.