UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE QUMICADEPARTAMENTO DE QUMICA INORGNICACOMPLEMENTOS DE QUMICA -IQG116

Prof Las Ferreira de Castro

Programao

DataProgramao13/setA Teoria dos Orbitais Moleculares18/setcidos, Bases e Sais20/setSolues25/setLei de Ao das Massas27/setEquilbrio Inico em soluo aquosa, Produto inico da gua02/outAula de dvidas/reviso prova04/out2PROVA09/out2 CHAMADA11/outPROVA FINAL

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laisfcastro@gmail.comlaisferreiradecastro@hotmail.com

Princpios de Qumica: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente / Peter Atkins, Loretta Jones; traduo Ricardo Bicca de Alencastro.3.ed.Porto Alegre: Bookman, 2006. Captulo 3- Forma e Estrutura das Molculas - Teoria dos Orbitais Moleculares

Bibliografia recomendada

Tpicos abordados na aulaTeoria do Orbital MolecularDiagramas de energia dos OM para molculas diatmicasOrdem de ligaoMolculas Diatmicas HomonuclearesOrbitais de FronteiraCarter MagnticoMolculas Diatmicas Heteronucleares

Conseguiu explicar a importncia do par de eltrons em termos do pareamento de spins;

Permitiu o clculo da distribuio dos eltrons em molculas;

No foi possvel explicar propriedades de algumas molculas, como o carter magntico (diamagntico ou paramagntico).Teoria da Ligao de Valncia (TLV)

Introduzida por Mulliken e Hund, mostrou ser melhor para a descrio da ligao qumica;

Conseguiu explicar certas propriedades das molculas. Teoria do Orbital Molecular (TOM)

Teoria do Orbital Molecular

Os orbitais moleculares so obtidos como Combinao Linear dos Orbitais Atmicos (CLOA ou LCAO)CA = CB molculas diatmicas homonuclearesCA CB molculas diatmicas heteronucleares

O2 e F2Li2 at N2Sobreposio dos orbitais 2s e 2pDiagramas de energia dos orbitais moleculares para molculas diatmicas homonuclearesE

Verifica-se:1) Conservao do nmero de orbitais

2) Ordem de energia: OML

3) A ocupao dos orbitais moleculares (OM) segue a regra de Hund (se mais de um orbital molecular de mesma energia estiver disponvel, os eltrons ocupam um a um, adotando spins paralelos) e o princpio da excluso de Pauli (cada orbital pode acomodar at dois eltrons, quando ocupam o mesmo orbital esto emparelhados).

4) A combinao mais eficaz quando as energias dos orbitais so similares.

Molculas diatmicas heteronucleares so polares: compartilhamento desigual dos eltrons para formar a ligao;O elemento mais eletronegativo contribui mais fortemente para os orbitais ligantes e o menos eletronegativo para os antiligantes.Diagramas de energia dos orbitais moleculares para molculas diatmicas heteronucleareshomonuclearheteronuclear

Ordem de LigaoClculo da ordem de ligao (BL ou OL):

> Ordem de ligao (OL) < Comprimento da ligao > Fora da ligao

Exemplo mais simples: H2Molculas diatmicas homonuclearesH(Z=1) 1s 1He2 (Z=2) 1s2

OL=0

Exemplo: F2F(Z=9) 1s22s22p5Ligaes em molculas diatmicas homonuclearesDistribuio eletrnica nos OMs:(2s)2(2s*)2(2p)2(2p)2(2p*)2E

Orbitais de fronteira(Highest Occupied Molecular Orbital)(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)Relacionados com as propriedades, estruturas e reatividade das molculas

Quando o HOMO est muito prximo do LUMO a energia necessria para excitar do HOMO LUMO pequena.

Por exemplo, os ftons de luz visvel tem energia suficiente para excitar os eltrons e a absoro da radiao resulta na cor que percebemos (-caroteno, licopeno).

Carter magnticoMolcula Diamagntica

Molcula Paramagnticatodos os eltrons esto emparelhadospossui pelo menos um eltron desemparelhado

Exemplo: O2Eltrons desemparelhados explica o paramagnetismoO (Z=8): 1s22s22p4

N2O2

As Teorias de Lewis e a TLV no conseguiram prever e explicar esse comportamento para a molcula O2.

Distncia de equilbrioComprimento da ligaoOrdem de ligao

Exemplo: HFMolculas diatmicas heteronuclearesH (Z=1): 1s1F (Z=9): 1s22s22p5EletronegatividadesF=4>H=2,2OM- no-liganteDistribuio eletrnica nos OMs:(2)2(3)2(1n)4

Exemplo: CODistribuio eletrnica nos OMs:(1)2(2)2(1)4(3)2C (Z=6): 1s22s22p2

O (Z=8): 1s22s22p4

Exerccios

Escreva, com base na configurao da molcula neutra O2, a configurao dos orbitais moleculares de valncia de O2-,O2+ e O22-. D a ordem de ligao esperada para cada espcie e decida se cada uma destas molculas tem carter paramagntico ou diamagntico.

Construa os diagramas de energia dos orbitais moleculares para as molculas diatmicas heteronucleares CO, NO+ e CN-. O que elas possuem em comum?

O nitrognio, N2, pode ionizar-se formando o N2+ ou receber um eltron e formar o N2-. Compare estas espcies (Teoria do Orbital Molecular) no que diz respeito a: a) carter magntico; b) ordem de ligao; c) comprimento de ligao e d) fora de ligao.