Examinamos as ideias básicas de ligação, mostrando que os átomos compartilham elétrons para formar moléculas com estruturas de Lewis estáveis e que podemos prever as formas dessas moléculas pela teoria da repulsão do par de elétrons da camada de valência (VSEPR). Essas ideias fornecem um ponto de partida importante para entender a ligação química. Mas esses modelos às vezes falham em suas habilidades de prever o comportamento de substâncias reais. Como podemos conciliar as geometrias dos orbitais atômicos s, p e d com formas moleculares que mostram ângulos como 120° e 109,5°? Além disso, sabemos que os elétrons e o comportamento magnético estão relacionados por meio de campos eletromagnéticos. Tanto N 2 quanto O 2 têm estruturas de Lewis bastante semelhantes que contêm pares solitários de elétrons.
Dois diagramas de Lewis são mostrados. O diagrama à esquerda mostra dois átomos de nitrogênio, representados pela letra N conectada por três linhas e com um único par de elétrons em cada extremidade da estrutura. O diagrama à direita mostra dois átomos de oxigênio, representados pela letra O, conectados por duas linhas. Dois pares de elétrons envolvem cada oxigênio até o topo e as extremidades da estrutura.
No entanto, o oxigênio demonstra um comportamento magnético muito diferente do nitrogênio. Podemos despejar nitrogênio líquido através de um campo magnético sem interações visíveis, enquanto o oxigênio líquido é atraído para o ímã e flutua no campo magnético. Precisamos entender os conceitos adicionais da teoria da ligação de valência, hibridização orbital e teoria orbital molecular para entender essas observações.
Figura\(\PageIndex{1}\): As moléculas de oxigênio se orientam aleatoriamente na maioria das vezes, conforme mostrado na vista ampliada superior. No entanto, quando despejamos oxigênio líquido através de um ímã, as moléculas se alinham com o campo magnético, e a atração permite que elas permaneçam suspensas entre os pólos do ímã, onde o campo magnético é mais forte. Outras moléculas diatômicas (como N 2) passam pelo ímã. A explicação detalhada do vínculo descrita neste capítulo nos permite entender esse fenômeno. (crédito: modificação do trabalho do Jefferson Lab)Um jarro é mostrado despejando oxigênio líquido através do espaço entre dois ímãs, onde formou um disco sólido. Uma caixa de chamada perto do fluxo de oxigênio líquido mostra uma imagem de seis pares de esferas, separadas umas das outras. Outra caixa de chamada próxima ao disco sólido mostra dez pares de esferas muito mais próximas.
