Orbitais Hibridização ou Hibridação

Apresentação em tema: "Orbitais Hibridização ou Hibridação"— Transcrição da apresentação:

1 Orbitais Hibridização ou Hibridação

2 Região do espaço onde há maior probabilidade de se encontrar elétrons
Orbitais Região do espaço onde há maior probabilidade de se encontrar elétrons Orbitais

3 Orbitais Entretanto, os orbitais não representam a posição exata do elétron no espaço, que não pode ser determinada devido a sua natureza ondulatória; apenas delimitam uma região do espaço na qual a probabilidade de encontrar o elétron é elevada Na formação de pares eletrônicos, ocorre a fusão dos orbitais atômicos, originando o orbital molecular. Carbono tetraédrico (Le Bel e Van´t Hoff, 1874): “O átomo de Carbono ocupa o centro de um tetraedro regular imaginágio e dirige suas valências para os quatro vértices do tetraedro.” Orbitais

4 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: 1. 2. Em 2, representa o volume esférico no qual o elétron passa a maior parte do tempo. Em 1, a probabilidade de encontrar o elétron (representada pela densidade de pontos) diminui à medida que nos afastamos do núcleo. Orbitais

5 Orbital s x y z Orbitais

6 Orbital p A 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. Orbitais

7 Orbital p z y x pz orbital px orbital py orbital Orbitais

8 Orbital d Os orbitais d tem uma forma mais diversificada: quatro deles têm forma de 4 lóbulos de sinais alternados ( dois planos nodais, em diferentes orientações espaciais ), e o último é um duplo lóbulo rodeado por um anel ( um duplo cone nodal ). Orbitais

9 Orbital f Os orbitais f apresentam formas ainda mais exóticas, que podem ser derivadas da adição de um plano nodal às formas dos orbitais d. Orbitais

10 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, que será visto posteriormente. Podem ser do tipo sigma ou pi. Orbitais

11 Carbono tetraédrico Orbitais

12 Ligações simples Tetraedros ligados por um vértice Ex: etano  H3C CH3
Orbitais

13 Ligações duplas Tetraedros ligados por uma aresta Ex: eteno  H2C CH2
Orbitais

14 Ligações triplas Tetraedros ligados por uma face Ex: etino  HC CH
Orbitais

15 Hibridação/Orbitais Orbitais/Hibridação

16 Hibridação ou Hibridização
Consiste na mistura de orbitais atômicos puros. São 3 tipos: sp3, sp2, sp. hibridização "sp" é um orbital híbrido construído de um orbital "s" e um orbital "p". Orbitais/Hibridação

17 Ligação 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 teremos uma ligação sigma e duas pi (porção inferior da molécula) Orbitais/Hibridação

18 Hibridização sp Ex: Etino (Acetileno) C2H2
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 Orbitais/Hibridação

19 Hibridização sp Ex: Etino (Acetileno) C2H2
C C H Fórmula estrutural do acetileno Cada átomo de carbono é um híbrido sp. Os hidrogênios possuem orbitais 1s, não hibridizados. Observe que a tripla ligação consiste de uma s e 2p As duas ligações p provem dos orbitais p, não hibridizados. 2p sp 2p 2s hibridação Orbitais/Hibridação

20 Hibridização sp Ex: Etino (Acetileno) C2H2
Orbitais/Hibridação

21 Molécula de C2H2 Orbitais/Hibridação

22 Hibridação sp Etino (Acetileno)
C2H2 Orbitais/Hibridação

23 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 Orbitais/Hibridação

24 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. Orbitais/Hibridação

25 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). Orbitais/Hibridação

26 Hibridização sp2 Eteno H2C CH2
Orbitais/Hibridação

27 Hibridização sp2 C Observe que a dupla ligação consiste numa ligação do tipo s e outra do tipo p. Orbitais/Hibridação

28 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 p sp2 hibridação Orbitais/Hibridação

29 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 Orbitais/Hibridação

30 A Molécula de C2H4 Hibridização sp 2
Orbitais/Hibridação

31 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). Orbitais/Hibridação

32 Orbitais Híbridos sp3 Orbitais/Hibridação

33 Hibridização sp3 Orbitais/Hibridação

34 Carbono O carbono possui 4 elétrons de valência  2s2p2
O carbono pode formar ligações simples, duplas e triplas. O carbono pode apresentar orbitais híbridos do tipo sp, sp2 e sp3 O carbono é tetravalente. Orbitais/Hibridação

35 Exemplo de ligação 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  Orbitais/Hibridação

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

37 Carbono Hibridizando sp3 hibridação

38 CH4 - metano Orbitais/Hibridação

39 CH4 - metano Orbitais/Hibridação