8: Teorias avançadas da ligação covalente
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We have examined the basic ideas of bonding, showing that atoms share electrons to form molecules with stable Lewis structures and that we can predict the shapes of those molecules by valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory. These ideas provide an important starting point for understanding chemical bonding. But these models sometimes fall short in their abilities to predict the behavior of real substances. How can we reconcile the geometries of s, p, and d atomic orbitals with molecular shapes that show angles like 120° and 109.5°? Furthermore, we know that electrons and magnetic behavior are related through electromagnetic fields.
- 8.0: Prelúdio à ligação covalente
- 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.
- 8.1: Teoria do vínculo de valência
- A teoria da ligação de valência descreve a ligação como consequência da sobreposição de dois orbitais atômicos separados em átomos diferentes que criam uma região com um par de elétrons compartilhados entre os dois átomos. Quando os orbitais se sobrepõem ao longo de um eixo contendo os núcleos, eles formam uma ligação σ. Quando eles se sobrepõem de uma forma que cria um nó ao longo desse eixo, eles formam uma ligação π.
- 8.2: Orbitais atômicos híbridos
- Podemos usar orbitais híbridos, que são combinações matemáticas de alguns ou de todos os orbitais atômicos de valência, para descrever a densidade de elétrons em torno de átomos ligados covalentemente. Esses orbitais híbridos formam ligações sigma (σ) direcionadas para outros átomos da molécula ou contêm pares solitários de elétrons. Podemos determinar o tipo de hibridização em torno de um átomo central a partir da geometria das regiões de densidade eletrônica ao redor dele.
- 8.3: Vários títulos
- Ligações múltiplas consistem em uma ligação σ localizada ao longo do eixo entre dois átomos e uma ou duas ligações π. As ligações σ são geralmente formadas pela sobreposição de orbitais atômicos hibridizados, enquanto as ligações π são formadas pela sobreposição lado a lado de orbitais não hibridizados. A ressonância ocorre quando há vários orbitais não hibridizados com o alinhamento apropriado para se sobrepor, portanto, o posicionamento das ligações π pode variar.
- 8.4: Teoria Molecular do Orbital
- A teoria do orbital molecular (MO) descreve o comportamento dos elétrons em uma molécula em termos de combinações das funções das ondas atômicas. Os orbitais moleculares resultantes podem se estender por todos os átomos da molécula. Os orbitais moleculares de ligação são formados por combinações em fase de funções de ondas atômicas, e os elétrons nesses orbitais estabilizam uma molécula. Os orbitais moleculares de antiligação resultam de combinações fora de fase e os elétrons nesses orbitais tornam a molécula menos estável.
- 8.E: Teorias avançadas da ligação covalente (exercícios)
- Estes são exercícios de lição de casa para acompanhar o mapa de texto criado para “Química” pela OpenStax. Bancos de perguntas complementares de Química Geral podem ser encontrados em outros mapas de texto e podem ser acessados aqui. Além dessas perguntas publicamente disponíveis, o acesso ao banco de problemas privado para uso em exames e trabalhos de casa está disponível para o corpo docente apenas individualmente; entre em contato com Delmar Larsen para obter uma conta com permissão de acesso.