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LIGAÇÕES QUÍMICAS GEOMETRIA MOLECULAR HIBRIDIZAÇÃO

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Apresentação em tema: "LIGAÇÕES QUÍMICAS GEOMETRIA MOLECULAR HIBRIDIZAÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 LIGAÇÕES QUÍMICAS GEOMETRIA MOLECULAR HIBRIDIZAÇÃO
QUÍMICA ORGÂNICA LIGAÇÕES QUÍMICAS GEOMETRIA MOLECULAR HIBRIDIZAÇÃO

2 Geometria molecular O arranjo tri-dimensional dos átomos em uma molécula  geometria molecular A teoria da repulsão dos pares de elétrons (ligantes e não-ligantes) procura explicar o arranjo dos átomos numa molécula.

3 Teoria da repulsão dos elétrons
Electrons são cargas carregadas negativamente, portanto se repelem mutuamente. Os elétrons ocuparão posições tais que minimizem os efeitos de suas repulsões (ocupando regiões o mais afastado possível uns dos outros). Num átomo os elétrons ocupam determinados espaços chamados orbitais (máximo 2e num orbital). Tipos de orbitais mais comuns: orbitais s ; p ;

4 REVENDO O ORBITAL s FORMA DOS ORBITAIS x y z orbital s

5 REVENDO OS 3 ORBITAIS p FORMAS DOS ORBITAIS pz orbital px orbital
y x pz orbital px orbital py orbital

6 Exemplo da geometria de uma molécula com mais de um átomo central
Observa-se que um dos carbonos da molécula é tetraédrico e o outro é trigonal plano (explicação fica para após o conceito de hibridação).

7 Momento dipolar A molécula de HF tem uma ligação polar – uma separação de cargas devido a diferença de eletronegatividade existente entre o F e o H. A forma da molécula e a grandeza do dipolo explicam a polaridade total da molécula. +H-F

8 Momento dipolar e geometria
Moléculas diatômicas homonucleares ® não apresentam momento dipolar (O2, F2, Cl2, etc) Moléculas triatômicas ou maiores ( dependem do efeito resultante de todas ligações polares existentes na molécula). Em moléculas como CCl4 (tetraédricas) BF3 (trigonal planar) todos vetores das ligações polares individuais se cancelam Þ resultando em nenhum momento dipolar(zero).

9 O momento dipolar depende da geometria da molécula

10 Mais exemplos polaridade e geometria

11 Ligações covalentes Resultam da sobreposição dos orbitais atômicos dos átomos que participam da ligação. Os átomos compartilham o par eletrônico existente na ligação. A ligação covalente pode ser polar ou apolar. Podem ser do tipo sigma ou pi.

12 A molécula de H2 Observa-se uma ligação covalente simples resultante da sobreposição de um orbital 1s de cada um dos átomos de hidrogênio. Observa-se que a ligação tem uma simetria cilíndrica sobre o eixo que une o centro dos dois átomos. Isto é conhecido como ligação . A ligação no H2 (H-H”) pode ser resumida em: 1s (H) – 1s(H”)  ligação 

13 A ligação covalente no H2
Interpenetração de orbitais (ligação sigma s-s) Região da sobreposição

14 A ligação no H2 SIMETRIA CILÍNDRICA DA LIGAÇÃO SIGMA

15 2 átomos de H separados Cada átomo de H apresenta 1 eletron no orbital do subnível 1s. Este elétron encontra-se atraído pelo único próton existente no núcleo do átomo de H. 3

16 Início da formação do H2 Os átomos de H se aproximam acontecendo a sobreposição dos orbitais 1s. Cada elétron começa a sentir a força atrativa de ambos prótons dos núcleos. 3

17 Ligação sigma s-s quase completa no H2
3

18 Molécula de H2 com seu orbital molecular
Na molécula de H2 os dois orbitais atômicos 1 s dão origem a um orbital molecular que engloba os dois elétrons existentes na ligação covalente. 3

19 A molécula de Cl2 Observa-se uma ligação simples originada da união de dois orbitais 3p, cada um pertencente a um dos átomos de cloro. Resumo 3pz (Cl ) – 3pz (Cl”)ligação sigma

20 A ligação s p-p Simetria cilíndrica

21 Uma Molécula Linear A molécula de BeH2 Região da ligação

22

23 GEOMETRIA DAS MOLÉCULAS
Muitas propriedades (ex:reatividade) das moléculas estão relacionados com sua forma. A forma é dependente do ângulo das ligações e do comprimento das ligações. Utiliza-se o conceito de hibridização dos átomos numa molécula para explicar a forma dessa molécula.

24 Hibridização de orbitais atômicos
É a 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. O número dos orbitais híbridos obtidos será o mesmo dos orbitais existentes antes de serem misturados.

25 ORBITAIS ANTES DA HIBRIDAÇÃO
x hibridização s orbital px orbital pz orbital z py orbital y

26 ORBITAIS APÓS HIBRIDAÇÃO (sp3)
z x 4 x sp3 orbitais híbridos

27 Hibridização sp3 É a mistura de 3 orbitais p “puros” com um orbital s “puro”, formando 4 novos orbitais “híbridos” denominados sp3. A geometria dos 4 orbitais sp3 é tetraédrica (os 4 orbitais partem do centro do tetraédro e dirigem-se, cada um, para um dos vértices do tetraédro). O ângulo entre os orbitais sp3 será de aprox.109° Acontece no C que se liga através de 4 ligações simples ( o C é tetravalente).

28 A formação dos híbridos sp3

29 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 [sp3 (C) – 1s (H) ] x 4 ligação 

30 C . O carbono possui 4 elétrons de valência  2s22p2
O carbono é tetravalente. O carbono pode formar ligações simples, duplas e triplas. O carbono pode apresentar orbitais híbridos do tipo sp, sp2 e sp3

31 sp3 2p 2s hibridação

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33 Fórmula molecular do metano: CH4
Fórmula estrutural do metano: C H Lembrando, 4 ligações simples  sp3 ( 4 orbitais híbridos). Hidrogênio possui  1s orbital não hibridizado.

34 Metano

35 FORMA DAS MOLÉCULAS sp3 - tetraédrica sp3 sp3 sp3

36 FORMA DAS MOLÉCULAS esta ligação está se afastando de você
esta ligação está indo em sua direção

37 MOLÉCULA DO CH4

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39 A molécula de CH4

40 Hibridização sp2 É a mistura de um orbital s com dois orbitais p (pertencentes a um mesmo átomo), resultando em 3 novos orbitais denominados híbridos sp2. Os três orbitais híbridos sp2 situam-se num mesmo plano formando ângulos de 120° entre si (geometria plana triangular). Acontece com C que possua uma dupla ligação. Num C do tipo sp2 existirá um orbital p “puro” que será responsável pela ligação covalente do tipo pi.

41 H C C HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO sp2 Etileno
Cada carbono é hibrido sp2 . O hidrogênio é 1s. Uma ligação da dupla é sp2 - sp2. A outra é p - p. 2p 2s 2p sp2 hibridação

42 C Observe que a dupla ligação consiste numa ligação do tipo s e outra do tipo p.

43 C C H H H H

44 Exemplo de hibridação sp2 H2C=CH2
Molécula de eteno (etileno). 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).

45 A Molécula de C2H4

46 Os ângulos de ligações no C2H4
Como os átomos centrais são dois carbonos de hibridação sp2 o ângulo entre as ligações sigma será de  120. observe que a ligação p é perpendicular ao plano que contém a molécula. C com uma dupla ligação  hibridação sp2 Numa dupla ligação  uma ligação  e uma ligação p

47 HIBRIDIZAÇÃO sp2 sp2 - trigonal planar  ligação ligação eteno
(etileno) ligação

48 FORMA DA MOLÉCULA sp2 - trigonal planar  ligação  ligação C C
orbital p vazio

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51 OUTRAS MOLÉCULAS PLANAS TRIGONAIS
hibridação sp2 geometria trigonal planar neste exemplo, cada carbono é sp2

52 Hibridação sp É a mistura de um orbital s com 1 orbital p, produzindo dois novos orbitais denominados híbridos sp. Os orbitais híbridos sp formam um ângulo de 180 entre si. A geometria molecular será linear. Surge em C com duas duplas ou C com uma tripla ligação. Numa tripla ligação ter-se-á uma ligação sigma e duas pi.

53 Etino (Acetileno)

54 Exemplo de hibridação sp C2H2
Etino (acetileno) Em torno dos átomos de C existem dois orbitais híbridos sp e dois orbitais p “puros”. Os dois orbitais híbridos se ligarão através de ligações sigma s-sp (H-C) e sigma sp-sp(C-C). Os dois orbitais p de cada carbono se ligarão produzindo duas ligações pi entre os carbonos (resultando numa tripla ligação entre os dois carbonos). Liga tripla  uma ligação  e duas ligações p

55 H C C Fórmula estrutural do acetileno
Cada átomo de carbono é um híbrido sp. Os hidrogênios possuem orbitais 1s, não hibridizados. 2p sp 2p 2s hibridação Observe que a tripla ligação consiste de uma s e 2p . As duas ligações p provem dos orbitais p, não hibridizados.

56 H H C C

57 A Molécula de C2H2

58 Tipos de ligações no C2H2 No acetileno existem 3 tipos de ligações: ligações sigma s-sp; ligação sigma sp-sp; ligações pi [sp (C 1 ) – 1s (H) ] x tipo  [sp (C 1 ) – sp (C 2 ) ] tipo  [2py (C 1 ) – 2py (C 2 ) ] tipo p [2pz (C 1 ) – 2pz (C 2 ) ] tipo p

59 ISTO É TUDO, PESSOAL !!


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