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Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Exatas e da Natureza

Departamento de Química Disciplina: Química Geral

Ligações Químicas

Curso: Tecnologia em Produção Sucroalcooleira Professora: Liliana Lira Pontes

Semestre 2012.1

Ressonância

Estrutura de ressonância ou híbrido de ressonância: Mais de uma possibilidade de representar a estrutura de Lewis para uma molécula

Ex: NO3-

As três tem a mesma energia, todas são válidas

Medidas experimentais : nenhuma estrutura sozinha é correta;

Todos os comprimentos de ligação são iguais (124 pm);

Características intermediárias entre uma dupla pura e uma simples pura;

Ressonância Ressonância

Híbridos de ressonância

CO32-

Geometria molecular

Forma como os átomos numa molécula se orientam no espaço.

As moléculas tem formas espaciais e tamanhos definidos pelos ângulos e pelas distâncias entre os núcleos e seus átomos.

Pode afetar as propriedades físicas e químicas, como o ponto de fusão, ebulição, densidade, etc.

Reações bioquímicas: pequena variação na forma ou no tamanho de um medicamento aumento da efetividade e redução de efeitos

colaterais.

Geometria molecular

Lewis explica as fórmulas dos compostos covalentes,

mostram o número e o tipo de ligação entre os átomos;

Fórmula de Lewis não indicam as formas espaciais das

moléculas;

Ex: CCl4

A forma espacial como um todo de uma molécula é

determinada pelos seus ângulos de ligação

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Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência: a geometria de uma molécula é determinada pela minimização das repulsões entre os pares de elétrons da camada de valência.

O método determina a orientação mais estável dos pares eletrônicos ao redor do átomo central numa molécula.

O modelo mais simples é baseado na estruturas de Lewis: VSEPR (valence shell electron-pair repulsion)

Geometria molecular Geometria molecular

Moléculas com um único átomo central ligado a

dois ou mais átomos do mesmo tipo.

Fórmula geral ABn átomo central A está ligado

a n átomos B.

EX: CO2 e H2O

AB2

Linear Angular

AB3

Geometria molecular Piramidal

Trigonal

SO3

Trigonal

Plana

Forma T

ClF3

Orientação Espacial dos Pares de elétrons ao redor do átomo central

Geometria molecular

Tetraédrica Piramidal

Trigonal

Angular

Aplicando o método VSEPR

1- Esquematizar a estrutura de Lewis

2- Determinar o número de domínios de elétrons, domínios ligantes e não ligantes do átomo central.

3- Orientar o par de elétrons e as ligações nas posições apropriadas ao redor do átomo central a fim de minimizar as repulsões entre eles. Determine o arranjo.

4- Colocar cada átomo ligado nos vértices da figura geométrica obtida na etapa 3.

Domínios ligantes: par de elétrons ligantes;

Domínios não - ligantes: par de elétrons

isolados;

Domínios de elétrons (par não ligante, ligação

simples ou dupla)

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Geometria

da

molécula

Exemplos

ClF3 CO2

H2O

SF4

NH3

BF3

SeO3

Simetria Molecular e a Polaridade das Moléculas

Uma molécula será apolar se

(a) as ligações forem não- polares ou (b) não existirem pares isolados nas camadas de valência do átomo central e todos os átomos ligados a esse átomo central forem idênticos

Uma molécula na qual o átomo central possui pares isolados de

elétrons geralmente é polar

“Formam-se uma ligação entre dois átomos quando dois elétrons com seus spins emparelhados são compartilhados por dois orbitais atômicos sobrepostos, sendo que um orbital de cada átomo se une para fazer a ligação”

Teoria de Ligação de Valência (teoria VB)

Sobreposição de Orbitais Atômicos Semi – Preenchidos;

Linus Pauling 1931

Supõe átomos individuais, cada qual com

seus orbitais e elétrons, agrupando-se para

formar as ligações covalentes da molécula

Heitler e London, 1927

Teoria de Ligação de Valência (teoria VB) Teoria de Ligação de Valência (teoria VB)

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Tipos de Ligações Covalentes

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Orbital s

O orbital s tem simetria esférica ao redor do núcleo.

São mostradas duas alternativas de representar a nuvem eletrônica de um orbital s:

Tipos de Ligações Covalentes

Orbital p Forma geométrica dos orbitais p é a de duas esferas

achatadas até o ponto de contato (o núcleo atômico) e orientadas segundo os eixos de coordenadas.

Tipos de Ligações Covalentes

Orbital p

pz orbital py orbital px orbital

Z

x

y

Tipos de Ligações Covalentes

Orbital d

Os orbitais d tem formas diversificadas: quatro (têm forma de 4 lóbulos).Último um duplo lóbulo rodeado por um anel.

Tipos de Ligações Covalentes

Orbital f Os orbitais f apresentam formas que podem ser

derivadas da adição de um plano nodal às formas dos orbitais d.

Tipos de Ligações Covalentes

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Ligações σ (sigma)

Tipos de Ligações Covalentes

H= 1s1

H=1s1

F = 2s2 2p5

H2

Tipos de Ligações Covalentes

N2

Ligações π (pi)

Tipos de Ligações Covalentes

São formadas entre átomos que já possuem ligação σ.

Não permitem rotação dos átomos em torno do eixo internuclear.

Orbitais “s” não formam ligações pi.

Hibridização de orbitais atômicos

Mistura de orbitais pertencentes a um mesmo átomo, originando novos orbitais iguais entre si, mas diferentes dos orbitais originais.

A diferença destes novos orbitais atômicos, denominados orbitais híbridos, acontece tanto na geometria (forma) como no conteúdo energético.

sp3, sp2, sp, sp3d, sp3d2

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O número dos orbitais híbridos obtidos será o mesmo dos orbitais existentes antes de serem misturados.

Hibridização de orbitais atômicos

Orbital s Orbital p

Hibridização sp

BeF2

F

Be

Geometria Linear

No acetileno existem 3 tipos de ligações: ligações sigma s-sp; ligação sigma sp-sp; ligações pi

Ligação tripla uma ligação sigma e duas ligações pi

Hibridização sp e Ligações Múltiplas Hibridização sp2

BF3

Hibridização sp2 Exemplo de hibridação sp2

H2C=CH2

Os dois átomos de C encontram-se ligados por uma dupla ligação. Uma ligação sigma sp2-sp2 e uma ligação pi. Cada átomo de C encontra-se ligado a dois átomos de H (duas ligações sigma s-sp2).

C C H

H

H

H

Hibridização e Ligações Múltiplas

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Hibridização sp3 Hibridização sp3

Exemplo de hibridação sp3 CH4

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Exemplo de hibridação sp3 CH4

No CH4, os 4 orbitais híbridos sp3 do C se ligam com os orbitais s de 4 átomos de H, formando 4 ligações sigma C-H.

Hibridização sp3

carbono possui 4 elétrons de valência 2s22p2

O carbono pode formar ligações simples, duplas e triplas. O carbono pode apresentar orbitais híbridos do tipo sp, sp2 e sp3

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FORMA DAS MOLÉCULAS

sp3 - tetraédrica

sp3

H

H

C

H

H

Hibridização sp3

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Exemplos

Indique a Hibridização dos orbitais

empregados pelo átomo central em

cada uma das seguintes estruturas;

a)SF4

b)SF6

c)NH3

d)H2O

e)BF4-