Orbitais atômicos, ligações sigma () e pi (), hibridização de orbitais Prof. Emiliano Chemello – www.quimica.net/emiliano

Distribuição eletrônica Tarefa: faça a distribuição eletrônica dos elementos abaixo, no seu estado fundamental. a) 1H b) 7N c) 8O d) 17Cl

2 elétrons com spins opostos nível São encontrados com em uma região de probabilidade denominada Um ou mais subníveis formam um orbital subnível Um ou mais orbitais formam um 3

Representação esquemática de um orbital Representação esquemática de um par de elétrons com spins opostos Subnível s (1 orbital = 2 elétrons) Subnível p (3 orbitais = 6 elétrons) Subnível d (5 orbitais = 10 elétrons) Subnível f (7 orbitais = 14 elétrons)

O hidrogênio faz uma ligação, pois possui 1 orbital semi-preenchido Tarefa: fazer a representação esquemática do oxigênio e deduzir quantas ligações ele necessita fazer. O nitrogênio faz três ligações, pois possui 3 orbitais semi-preenchidos

O oxigênio faz duas ligações, pois possui 2 orbitais semi-preenchidos

O cloro faz uma ligação, pois possui 1 orbital semi-preenchido

Conclusão: O número de orbitais semi-preenchidos corresponde ao número de ligações químicas que o elemento precisa fazer com os demais elementos.

Química Quântica http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/video/e%20tempo%20de%20quimica/estruturaAtomica/quimicaQuantica/video%20para%20web/video.html

Princípio da incerteza de Heisenberg: “É impossível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron num dado instante”. Em outras palavras, um elétron é caracterizado não pela sua posição ou pela sua velocidade, mas, sim, pela sua energia. Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde a probabilidade de se encontrar um elétron é alta.

Formato do subnível ‘s’ (esférico) y x z

Formato do subnível ‘p’ (halteres) y x z

Tipos de interação entre orbitais em ligações covalentes:  (sigma): ocorre quando há interação frontal de orbitais  (pi): ocorre quando há interação em paralelo de orbitais

Exemplo: H2 H H 1 ligação  (s-s)

Exemplo: HCl H Cl 1 ligação  (s-p)

Exemplo: Cl2 Cl Cl 1 ligação  (p-p)

Exemplo: O2 O O 1 ligação  (p-p) 1 ligação  (p-p)

Exemplo: N2 N N 1 ligação  (p-p) 2 ligações  (p-p)

Exemplo: H2O H H O 2 ligações  (s-p)

Tipo de ligação entre átomos Resumindo Tipo de ligação entre átomos Classificação Simples X  Y 1 ligação  Dupla X = Y 1 ligação  Tripla X  Y 2 ligação 

Exercício Determine o tipo de ligação ( ou ) e quais os orbitais envolvidos (s-s, s-p, p-p) nas substâncias abaixo: a) NH3 b) Br2 c) PH3 d) PCl3 e) HI f) H2O2 g) N2H4

Hibridação de orbitais! sp³, sp² e sp LIVRO, 4A, aula 8: hibridação de orbitais 6C 1s2 2s2 2p2 Pela teoria dos orbitais semi-preenchidos, o carbono faria só duas ligações. Porém, experimentalmente sabe-se que o carbono faz quatro ligações. Como explicar? Hibridação de orbitais! sp³, sp² e sp

http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

Hibridização sp3 Ex: a) Metano – CH4 4 ligações sp³s ()

Hibridização sp3 Ex: b) Etano – C2H6 6 ligações sp³ s () 1 ligação sp³sp³ ()

http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

Hibridização sp2 Ex: Eteno – C2H4 4 ligações sp2 s () 1 ligação sp2sp2 () 1 ligação pp () -------------------------- 5 ligações  1 ligação 

http://www.quimica.net/emiliano/hibridizacao.html

Hibridização sp Ex: Etino – C2H2 2 ligações sps () 1 ligação spsp () 2 ligação pp () -------------------------- 3 ligações  2 ligação 

Resumindo Tipo de Hibridização Ângulo entre as ligações Geometria molecular Tipos de ligação sp3 109 28’ Tetraédrica 4  sp2 120  Trigonal plana 3  e 1  sp 180  Linear 2  e 2