Orbital Molecular

Teoria dos Orbitais Moleculares
Prof. Fernando R. Xavier

UDESC 2013

Antecedentes...
• A teoria de ligação de valência (TLV) não cosnsegue explicar com eficiência a formação de moléculas poliatômicas.

Uma definição...
• Orbitais moleculares são construídos através de combinações lineares de orbitais atômicos. Nestas combinações, altos coeficientes presentes na expressão matemática indicam uma alta probabilidade de encontrarmos elétrons. • Cada orbital molecular comporta até dois elétrons.

• Como uma função de onda Ψ(x) fornace as informações de um dado elétron, a função de onda global da molécula será dada pelo produto entre todas funções de onda de uma molécula com um determinado número de elétrons (ne-).
Logo:

Ψglobal = Ψ(1)Ψ(2)Ψ(3)… Ψ(ne-)

A TOM aplicada à molécula de hidrogênio (H2)
• Considere uma moélcula de H2 onde a combinação linear de funções de

onda aplicada é dada por:

Ψ = CAχA + CBχ B

Onde A e B são cada um dos átomos de

hidrogênio e C é a contribuição de cada orbital atômico no processo.

• Calculando a probabilidade (Ψ2) temos:

Ψ2 = CA2χA2 + 2CACBχAχ B + CB2χB2
Indica a interferência construtiva dos orbitais atômicos

• Como o H2 é uma molécula homonuclear, as contribuições serão idênticas, logo CA2 = CB2 onde dois estados estão acessíveis:

CA = CB ou CA = - CB
• Desta forma os orbitais moleculares formados são indicados por:

Ψ± = χA ± χ B

Orbitais moleculares ligantes e anti-ligantes
Tomando-se a expressão Ψ± = χA ± χB temos duas soluções possíveis:

Ψ + = χA + χ B

- interferência construtiva dos orbitais

Ψ- = χA - χ B

- interferência destrutiva dos orbitais

Ψ - = χA - χ B

χA

χB

Ψ + = χA + χ B

* Fonte Wikipédia

Orbitais moleculares do H2

YA

YB

YA + Y B

YA

YB

YA - YB

|YA + YB|2

OM ligantes

|YA - YB|2

OM anti-ligantes

O diagrama de orbitais moleculares

ΨE energia χA

χB

Onde χA e χB são os orbitais atômicos