LIGAÇÃO COVALENTE: TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)

LIGAÇÃO QUÍMICA

Principais Tipos de Ligação Química

Iônica Covalente Metálica

E. Eletropositivo + E. Eletronegativo Iônica

E. Eletronegativo + E. Eletronegativo Covalente

E. Eletropositivo + E. Eletropositivo Metálica

Ligação Covalente

SOBREPOSIÇÃO ORBITAIS ATÔMICOS

HB+ HA HBHA

Ligação Covalente

Atração recíproca dos dois núcleos pelos elétrons

TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)

Linus Pauling

Prêmio Nobel:

Química e da Paz

The Nature of the Chemical Bond

TLV

Sobreposição de Orbitais Atômicos Semi-Preenchidos

Elétrons de Valência Localizados Entre os Núcleos

Exemplos H2 HF F2

Ligação Sigma

Formação de Ligações Sigma

Ligação π

Exemplo para N2

Moléculas Multicêntricas

Como explicar: BF3, CH4, H2O, NH3, etc

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Linus Pauling: Hibridização

Mistura dos orbitais atômicos do átomo central (funções de onda)

Linus Pauling: Hibridização

Mistura dos orbitais atômicos do átomo central (funções de onda)

Novo conjunto de orbitais (híbridos)

Nova orientação/Nova Energia

Maior região de sobreposição orbital

Hibridização sp

Molécula BeH2

BeH H

180º

Be: 1s2 2s2

2s + 2p

sp

spBe:

Orbitais: pex; 2py e 2pz inalterados

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Combinação de 1 orbital s com 1 orbital p

2 Orbitais híbridos sp

Hibridização sp

Formação de dois orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp

BeH2Linear

F

F F

Boron configuration↑↑↓↑↓

2p2s1s•• ••••••

••

•• ••

••••

B

Triangular Planar ângulo: 120º

Hibridização sp2

2s + 2px + 2py

sp2B:

Orbital: pex; 2pz inalterado

sp2

sp2

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Combinação de 1 orbital s com 2 orbitais p

3 Orbitais híbridos sp2

Hibridização sp2

Formação de três orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp2

Hibridização sp3

109o109o

1s2 2s2 2p

Configuração do C

2s + 2px + 2py + 2pz

sp3C:

sp3

sp3

Hibridização sp3

sp3

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Combinação de 1 orbital s com 3

orbitais p

3 Orbitais híbridos sp3

Hibridização sp3

Formação de quatro orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp3

109o109o

Hibridização sp3

NH3

Posição dos Átomos: Geometria Piramidal

HH

H

lone pair of electronsin tetrahedral positio

N

Par de elétrons livres na posição tetraédrica

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Configuração do N

Gera orbital híbrido com par de elétrons

Formação de moléculas com dois ou mais centros “hibridizados”

Exemplos:

C2H6

C2H4

C2H2

Implicações estruturais

Hibridização e Formação de Ligações

Múltiplas (π)C2H4

C

H

H

H

H

sp2120Þ C

Cada átomo de carbono hibridização sp2

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Orbital inalterado para formação da

ligação Pi

3 orbitais híbridos sp2, disponíveis para formar

ligações sigma

=C

=H

C1-H C2-HC1-C2

C1-H C2-HC1-C2

Ligações Múltiplas: Ausência de livre rotação

Restrição Energética da Rotação

NH Proteína

N

H

Proteína

hν

Rodopsina

(Cis-retinal)

Meta-Rodopsina

(Trans-retinal)

Mecanismo da Visão

Z

NNhν

hν

/Δ

E

N N

ISOMER DISTANCE (Α) DIPOLE MOMENT (D)

E 9,0 ZERO

Z 5,5 3,0

o

Large Structural Rearrangement

hν1

hν2

hν1

hν2

hν

Photoactive Dendrimers as Hosts

Eosin Y

-O O

CO2-

O

Br

BrBr

BrH

HHH

=

J. Am. Chem. Soc. 120, 12187 (1998) A. Archut, F. Vögtle, L. De Cola, G.C. Azzellini and V. Balzani

O

N

N

N

N

NO2

O2N

O

N

N

NN

N

N

N

N

Si

O

N

N

N

NO2

O

N

N

NN

N

N

N

N

Siλ = 410 nm

Δ (slow conversion) orλ = 675 nm (fast conversion)

1-Z1-E

N

NO2

Photoswitch Systems

C2H2:Cada átomo de carbono hibridização sp

1s2 2s2 2p

Rearranjo eletrônico

Orbitais inalterados para formação da

ligação Pi

2 orbitais híbridos sp, disponíveis para formar

ligações sigma

Formação de Ligações σ e π no C2H2