O diagrama de nível de energia ou o diagrama de OM mostra as energias e os elétrons em um orbital. Diagrama de Níveis de Energia para a. Molécula de H. 2 e para ...

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2022

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Alguns aspectos da ligação não são explicados pelas

estruturas de Lewis, pela teoria VSEPR ou pela Teoria da

Ligação Valência. (Por exemplo, por que o O2 interage com

um campo magnético? Por que algumas moléculas são

coloridas?)

Para estas moléculas, usamos a teoria do orbital molecular

(TOM).

Teoria dos Orbitais Moleculares

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A teoria de orbitais moleculares

Teoria dos orbitais moleculares

Teoria dos Orbitais Moleculares

(1)

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Alguns aspectos da ligação não são explicados pelas

estruturas de Lewis, pela teoria VSEPR ou pela Teoria da

Ligação Valência. (Por exemplo, por que o O 2 interage com

um campo magnético? Por que algumas moléculas são

coloridas?)

Para estas moléculas, usamos a teoria do orbital molecular ( TOM ).

Teoria dos Orbitais Moleculares

Do mesmo modo que nos átomos, os elétrons são

encontrados em orbitais atômicos (A, B, …), nas

moléculas, os elétrons são encontrados nos orbitais

moleculares (AB).

Teoria dos Orbitais Moleculares

A Molécula de Hidrogênio: Orbital Molecular Ligante

Quando dois OAs se superpõem, formam-se dois OMs.

Teoria dos Orbitais Moleculares

Conseqüentemente, 1 s (H) + 1 s (H) deve resultar em dois OMs para o H 2 :
- Aumento da densidade eletrônica entre os núcleos
- (OM ligante, orbital de menor energia);

A Molécula de Hidrogênio : Orbital Molecular Antiligante

pouca densidade eletrônica entre os núcleos.
(OM antiligante, orbital de maior energia).
Os OMs resultantes de orbitais s são orbitais OMs .

Teoria dos Orbitais Moleculares

A molécula de hidrogênio

A combinação de dois orbitais atômicos

1s do H forma dois orbitais moleculares

Os orbitais moleculares chamam-se σ (sigma) porque a densidade eletrônica está centrada ao redor do eixo internuclear imaginário

(eixo internuclear imaginário)

A molécula de hidrogênio à esquerda e a molécula hipotética hélio à direita

O diagrama de nível de energia ou o diagrama de OM mostra as energias e os elétrons em um orbital.

Diagrama de Níveis de Energia para a

Molécula de H 2 e para Molécula Hipotética He 2

(hipotética)

Ordem de Ligação

Definimos
- Ordem de ligação = 1 para uma ligação simples.
- Ordem de ligação = 2 para uma ligação dupla.
- Ordem de ligação = 3 para uma ligação tripla.
- São possíveis ordens de ligação fracionárias.
Para o H 2 Ordem de ligação = ½(2-0) = 1
Conseqüentemente, o H 2 tem uma ligação simples.
He 2 =? H 2 +=?

Teoria dos Orbitais Moleculares

Ordem de Ligação

He 2 = ½ (2-2) = 0 H 2 += ½ (1-0) = ½

A Hipotética Molécula He 2

e o Íon Molécula H 2 +

Íon^ + (Hipotética)

Os OAs combinam-se de acordo com as seguintes regras:
- À medida que aumenta a superposição, diminui a energia do OM;
- Pauli: cada OM tem no máximo dois elétrons;
- Hund: para orbitais degenerados, cada OM é inicialmente ocupado por um elétron.

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Orbitais Moleculares para as Moléculas Li 2 e Be 2

Cada orbital 1 s se combina a outro orbital 1 s para fornecer um orbital 1s e um *1s, ambos estão ocupados (já que o Li e o Be têm configurações eletrônicas 1 s^2 ).
Cada orbital 2 s se liga a outro orbital 2 s , para fornecer um orbital 2s e um orbital *2s.
As energias dos orbitais 1 s e 2 s são suficientemente diferentes para que não haja mistura cruzada dos orbitais (i.e. não temos 1 s + 2 s ).

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Orbitais Moleculares para a Molécula Li 2 e a Molécula Hipotética Be 2

Existe um total de seis elétrons no Li 2 :

2 elétrons no 1s
2 elétrons no *1s
2 elétrons no 2s e
0 elétrons no *2s
Uma vez que os OAs 1 s estão completamente preenchidos, 1s e *1s estão preenchidos. Geralmente ignoramos os elétrons mais internos nos diagramas de OM.

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Li 2 : KK(s)^2

Orbitais Moleculares para a Molécula Li 2 e a Molécula Hipotética Be 2

Existe um total de 8 elétrons em Be 2 :

2 elétrons no 1s;
2 elétrons no *1s;
2 elétrons no 2s; e
2 elétrons no *2s.
Uma vez que a ordem de ligação é zero, o Be 2 não existe.

Teoria dos Orbitais Moleculares: Uma Introdução aos Conceitos Básicos, Resumos de Energia

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A Hipotética Molécula He 2

e o Íon Molécula H 2 +

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período

• Os seis orbitais p (dois conjuntos de 3) devem

originar seis OMs:

• , , , ,  e *

• Conseqüentemente, há um máximo de 2 ligações

 que podem vir de orbitais p.

• As energias relativas desses seis orbitais podem

mudar.

Moléculas Diatômicas Homonucleares

do Segundo Período