inorganica diagrama molecular.pdf
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Sumrio 5 Molculas Diatmicas Homonucleares
1. MolculasDiatmicasHomonuclearesdo1PerododaTabelaPeridica(H2
+,H2,He2+eHe2)
TeoriadasOrbitaisMoleculares TOM-CLOA (Combinao Linear de Orbitais Atmicas)
DiagramasdeEnergiasdeOrbitaisMoleculares
Orbitais Moleculares (sigma) Ligantes e Antiligantes, Configurao Electrnica das Molculas, Paramagnetismo e Diamagnetismo, Ordem de ligao.
EnergiadeLigao Influncia da Ordem de Ligao
2. MolculasDiatmicasHomonuclearesdo2PerododaTabelaPeridica(Li2,Be2,B2,C2,N2,O2,F2eNe2)
DiagramasdeEnergiasdeOrbitaisMoleculares
Orbitais Moleculares (pi) Ligantes e Antiligantes, Configurao Electrnica das Molculas, Paramagnetismo e Diamagnetismo, Ordem de ligao e Multiplicidade da ligao.
EnergiadeLigaoInfluncia da Ordem de Ligao, da Electronegatividade e da Repulso Electrnica
InexistnciadasMolculasdeSi2,P2,eS2
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LIGAOQUMICA
Energia potencial de dois tomos em funo dadistnciainternuclear
EligEnergiadeligao
r0Distnciainternucleardeequilbrio
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MOLCULADEHIDROGNIO
2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2
1 1 1 2 2 2( ) ( ) ( , , )
8
( , , ) ( , , ) ( , , )
h x y zm x y z x y z
V x y z x y z E x y z
+ + + + + +
+ = 2 2 2 2
,2 ,2 ,1 ,1
2 2
, 1,2( , , )
A B A B A B
e er
e e e er r r r rV x y z + +=
rA,B
rA,1 rB,1 rA,2
rB,2
r1,2
A B
-
COMBINAOLINEARDEORBITAISATMICAS
1 1 21 ( )2
= + 2 1 21 ( )2 =
Funesdeonda1s:(a)emfasee(b)oposiode
fase;
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Contornos2Ddeigualprobabilidadedasorbitais1e2.Acorrepresentaosinaldafunodeonda
a) Energia das orbitais 1 e 2, distncia internuclear deequilbrio,ro.b) Energia das orbitais 1 e 2 em funo da distnciainternuclear.
1 1 21 ( )2
= + 1E = +
2 1 21 ( )2
= 2E =
-
DiagramaqualitativodeorbitaismolecularesdamolculadeH2
Molcula
(io)
Ordemde
Ligao
Energiade
Ligao
(kJ/mol)
Distnciainternuclear
(pm)
H2+ 1/2 269 106
H2 1 436 74
H2 1/2 164 80
He2+ 1/2 241 108
He2 0
(1eV/tomo=96.4kJ/mol)
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MOLCULASDIATMICASDO2PERODO
1Consideraseapenasasorbitaisdevalncia
Asobreposioespacialdasorbitaisdevalnciacomorbitaisde
nveisinternosdesprezvel.
2CritriodaSemelhanadeEnergias
Ainterfernciadeorbitaistantomaiorquantomenorforadiferenadassuasenergias.
3CritriodaCoalescncia
Ainterfernciadeorbitaistantomaiorquantomaiorforaasuasobreposioespacial.
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Coalescnciaspossveisdeorbitaisatmicas
Interfernciaconstrutiva Interfernciadestrutivamesmosinaldafunodeonda sinalcontrriodafunodeonda
Coalescnciasimpossveisdeorbitaisatmicas
A interferncianula construtivanazonaondeas funesdeondatm sinais iguais, e igualmente destrutiva da zona onde tm sinaiscontrrios.
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Diagramadeorbitaismoleculares,demolculadiatmicahomonuclear
admitindoasimplificaomximanomtodoCLOAdaTOM.
Orbitais(sigma):eixodesimetriaC
*2s Orbitais(pi):simtricasrelativamenteaumdosplanoscontendoo
eixointernuclear
zz* y y* Orbitaiszey:oeixodosxx(internuclear)umeixobinrioeosplanosxyouxzsoplanosdeantisimetriadasorbitaisze
y,respectivamente.
2s 2 xp *2 xp
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APLICAOSMOLCULASDEC2,N2,O2,F2
MolculadeC2
DiagramadeorbitaismolecularessimplificadodamolculadeC2.
2 2 2 0 0 01 1* * * *2 2 2 2 2 2 2 2( )( )x y z y z xs s p p p p p pKK
OL=(62)/2=2(ligaodupla)
Spintotaldiferentedezero:molculaparamagntica
Experimentalmente,verificasequeamolculadeC2diamagntica.
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DiagramadeorbitaismolecularesdamolculadeC2 tendoem
contaa"misturasp".Ossmbolosdasorbitaismolecularestm
comondiceumnmerodeordem(crescentecomaenergia).
2 0 02 22 * 01 2 2 2 3
0* * *2 2 4( ) ( )y z y yp p p pKK
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MolculadeN2:10electresdevalnciaparadistribuir.
DiagramadeorbitaismolecularesdamolculadeN2
Ordemdeligao=(104)/2=3(ligaotripla);diamagntica;Ei(N2)>Ei(N)Configuraoelectrnica:
2 2 2 2 0 02 2* * * 0 *
2 2 2 2 2 2 2 2 2( )( )x x y z y z xs s p p p p p p pKK Ordemdeligao:OL=(82)/2=3(ligaotripla)
Spintotaldamolculaigualazero:molculadiamagntica
A energia de ionizao da molcula maior do que a do tomo
isolado
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MolculadeO2:12electresdevalnciaparadistribuir
Configuraoelectrnica:
2 2 2 1 1 02 2* * * *
2 2 2 2 2 2 2 2( )( )x y z y z xs s p p p p p pKK OrdemdeligaoOL=(84)/2=2:ligaodupla
Molculaparamagntica
Ei(O2)
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MolculadeFlor,F2:14electresdevalncia
OrdemdeLigao=(86)/2=1(ligaosimples)MolculadiamagnticaEnergia de ionizao, Propriedades Magnticas, DistnciaInternucleareEnergiadeLigaodeMolculasDiatmicasMolcula
(X2)
Ei(X2)
kJmol1Ei(X)
kJmol1Prop.
Magntica
Ordem
Ligao
Distncia
Ligao
A
Elig
kJmol1
F2 1510 1681 Diamag. 1 1.42 155
O2 1164 1314 Paramag. 2 1.21 494
N2 1503 1402 Diamag. 3 1.10 945
C2 1086 Diamag. 2 1.20 601
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ENERGIADELIGAOHOMONUCLEAR1.Efeitodaelectronegatividade:maioratracodoparpartilhado,menorenergia,maiorenergiadeligaoEnergia da ligao das molculas homonucleares doselementosdoblocop(kJ/mol)
13Grupo
14Grupo
15Grupo
16Grupo
17Grupo
2Perodo
BB285
CC348
NN167
OO142
FF155
3Perodo
AlAl
SiSi222
PP200
SS226
ClCl240
4Perodo
GaGa115
GeGe188
AsAs146
SeSe172
BrBr190
5Perodo
InIn100
SnSn146
SbSb121
TeTe126
II150
Repulsofavoreceligaes2.Efeitodaordemdeligao:maiorordemdeligaomaiorenergiadeligaoEnergiasde ligaoehomonuclearesdeelementosdo2e3PerododaTP(kJ/mol)
14Grupo 15Grupo2Perodo
CC348
C=C614
CC839
NN167
N=N418
NN946
3Perodo
SiSi222
Si=Si327
SiSi
PP200
P=P310
PP490
No3perodoeseguintes,as ligaessomaisfracasdoqueas
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Sumrio6Molculas
MolculasDiatmicasHeteronucleares
MolculasDiatmicasHeteronucleares(LiHeHF)
DiagramasdeEnergiasdeOrbitaisMoleculares
OrbitaisMolecularesNoLigantes
MomentoDipolar
PercentagemdeCarcterInicodaLigao.RelaocomaDiferenade
Electronegatividades
OlimitedaLigaoInica(HLi)
EnergiadeLigao.InflunciadaPercentagemdeCarcter
Inico
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LIGAOHETERONUCLEAR
= +1 A Ba b = 2 A Bb a
a > b Aorbitalligantetem1maiorcontribuiodeA
MolculadeHF
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DensidadedecargadamolculadeHF(HyperChem5.0)
Momentodipolar
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MolculadeHidretodeLtio,LiH
DensidadedecargadamolculadeLiH(HyperChem5.0)
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HidretodeSdio,NaH
IoCianetoCN xidodeAzoto,NO
-
CARCTERINICODALIGAOFracodecarcterinicor
r=/i%decarcterinicoHannay&Smith(ajustedevaloresexperimentaisde%civs. A B compolinmiodo2grau)
= + 2% 16 3.5A B A Bci L.Pauling(ajustecomfunoexponencial):
= 2( ) /4% 100 1 A Bci e
Diferena de electronegatividades, momento dipolar efraco de carcter inico dos halogenetos dehidrognio.
HF HCl HBr HI
1.9 0.9 0.7 0.4/D 1.82 1.08 0.82 0.44
%ci 43 17 11 5
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Influncia da diferena de electronegatividades naenergia das orbitais moleculares de uma molculadiatmicaheteronuclear.
Ligao Energia
kJ/mol
Ligao Energia
kJ/mol
CC 345 SiSi 222
FF 155 ClCl 240
CF 485 SiF 565
CCl 327 SiCl 381
CBr 285 SiBr 310
CI 213 SiI 234
AenergiadeligaoheteronuclearABmaiordoqueamdiadasenergiasdeligaohomonuclearesAAeBB
Novadefiniodeelectronegatividade(L.Pauling)
BBAABABA EEE