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 Sumário 5 – Moléculas Diatómicas Homonucleares 1. Moléculas Diatómicas Homonucleares do  Período da Tabela Periódica (H 2 + , H 2 , He 2 +  e He 2 ) Teoria das Orbitais Moleculares TOM-CLOA (Combinação Linear de Orbitais Atómicas) Diagramas de Energias de Orbitais Moleculares Orbitais Moleculares σ  (sigma) Ligantes e Antiligantes, Configuração Electrónica das Moléculas, Paramagnetismo e Diamagnetismo, Ordem de ligação. Energia de Ligação Influência da Ordem de Ligação 2. Moléculas Diatómicas Homonucleares do  Período da Tabela Periódica (Li 2 , Be 2 , B 2 , C 2 , N 2 , O 2 , F 2 e Ne 2 ) Diagramas de Energias de Orbitais Moleculares Orbitais Moleculares π  (pi) Ligantes e Antiligantes, Configuração Electrónica das Moléculas, Paramagnetismo e Diamagnetismo, Ordem de ligação e Multiplicidade da ligação. Energia de Ligação Influência da Ordem de Ligação, da Electronegatividade e da Repulsão Electrónica Inexistência das Moléculas de Si 2 , P 2 , e S 2  

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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

  • LIGAOQUMICA

    Energia potencial de dois tomos em funo dadistnciainternuclear

    EligEnergiadeligao

    r0Distnciainternucleardeequilbrio

  • 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;

  • 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)

  • MOLCULASDIATMICASDO2PERODO

    1Consideraseapenasasorbitaisdevalncia

    Asobreposioespacialdasorbitaisdevalnciacomorbitaisde

    nveisinternosdesprezvel.

    2CritriodaSemelhanadeEnergias

    Ainterfernciadeorbitaistantomaiorquantomenorforadiferenadassuasenergias.

    3CritriodaCoalescncia

    Ainterfernciadeorbitaistantomaiorquantomaiorforaasuasobreposioespacial.

  • Coalescnciaspossveisdeorbitaisatmicas

    Interfernciaconstrutiva Interfernciadestrutivamesmosinaldafunodeonda sinalcontrriodafunodeonda

    Coalescnciasimpossveisdeorbitaisatmicas

    A interferncianula construtivanazonaondeas funesdeondatm sinais iguais, e igualmente destrutiva da zona onde tm sinaiscontrrios.

  • 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

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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)

  • 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

  • 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

  • Sumrio6Molculas

    MolculasDiatmicasHeteronucleares

    MolculasDiatmicasHeteronucleares(LiHeHF)

    DiagramasdeEnergiasdeOrbitaisMoleculares

    OrbitaisMolecularesNoLigantes

    MomentoDipolar

    PercentagemdeCarcterInicodaLigao.RelaocomaDiferenade

    Electronegatividades

    OlimitedaLigaoInica(HLi)

    EnergiadeLigao.InflunciadaPercentagemdeCarcter

    Inico

  • LIGAOHETERONUCLEAR

    = +1 A Ba b = 2 A Bb a

    a > b Aorbitalligantetem1maiorcontribuiodeA

    MolculadeHF

  • DensidadedecargadamolculadeHF(HyperChem5.0)

    Momentodipolar

  • MolculadeHidretodeLtio,LiH

    DensidadedecargadamolculadeLiH(HyperChem5.0)

  • 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

  • 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