Teoria da ligação de valencia

Páginas: 9 (2058 palavras) Publicado: 26 de março de 2012
Teoria da Ligação de Valência (TLV)
A teoria da ligação de valência (TLV) foi desenvolvida em 1927 por Heitler e London como uma interpretação da teoria de Lewis sob o ponto de vista da mecânica quântica, ou seja, ela descreve a formação de pares de elétrons de valência compartilhados através dos orbitais atômicos, sem que ocorra, no entanto perda das características individuais destes. Paraexemplificar a TLV, pode-se considerar a formação da molécula de hidrogênio, conforme ilustrado no quadro abaixo. Dois átomos que possuem um orbital com um elétron desemparelhado, aproximam-se até que ocorra uma sobreposição, ou interpenetração, destes orbitais. Então, é gerada uma região entre os núcleos na qual a densidade de probabilidade de encontrar-se os elétrons é muito alta. Desta maneira,os dois elétrons passam a ocupar simultaneamente os dois orbitais atômicos.

Nota-se que na representação acima existem apenas dois elétrons e não quatro como parece indicar. Estes dois elétrons estão nos dois orbitais ao mesmo tempo. Pode também ocorrer ligações envolvendo outros tipos de orbitais, como por exemplo, na molécula do flúor (F2). Neste caso, o orbital que possui um elétrondesemparelhado, e, portanto o que participará da ligação, é o 2pz . Como no caso anterior, irá ocorrer a interpenetração destes orbitais formando uma região de alta densidade eletrônica entre os núcleos. Na figura abaixo, a ligação a molécula do flúor é esquematizada mostrando-se apenas os orbitais envolvidos na ligação.

Já na molécula do ácido fluorídrico (HF), ocorre a sobreposição do orbital s dohidrogênio e o pz do flúor, como mostrado abaixo. Neste caso também irá ocorrer a formação de uma região de alta densidade eletrônica entre os núcleos.

Em moléculas como a do oxigênio (O2), existe a necessidade de ocorrerem duas ligações, como poderá ser facilmente visualizado utilizando as estruturas de Lewis. Neste caso, irá ocorrer primeiro uma sobreposição de orbitais que se aproximamfrontalmente, com os eixos alinhados, como ilustrado abaixo. Portanto, como nos casos anteriores, será gerada uma região de alta densidade eletrônica entre os núcleos. A segunda ligação ocorre então pela sobreposição de dois orbitais que se aproximam paralelamente, gerando duas regiões de alta densidade eletrônica, acima e abaixo do eixo de ligação.
Em moléculas como a do nitrogênio (N2) serãonecessárias 3 ligações: uma frontal (envolvendo os orbitais px dos dois átomos) e duas laterais (com os orbitais py e pz ). É importante notar que, como neste caso, todas as moléculas que envolvem ligações múltiplas entre dois núcleos, apenas a primeira será frontal.
Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM)

A teoria dos orbitais moleculares (T.O.M.) foi desenvolvida por Hückel e Mulliken e surgiu comoalternativa a T.L.V. Neste modelo, considera-se que após a aproximação dos núcleos atômicos e sobreposição dos orbitais atômicos (OA), estes se combinam levando a formação de orbitais moleculares (OM). Desta maneira, os OAs originais desaparecem. Considera-se que dois OAs, com energias semelhantes e com possibilidade de realizarem uma sobreposição efetiva, se combinam formando dois OMs. O cálculopara esta operação pode ser feito pela mecânica quântica, utilizando as funções de onda que descrevem os elétrons 1 e 2 em torno aos núcleos A e B. Para este cálculo são possíveis duas soluções, conforme as equações abaixo.
A primeira equação Ys ) representa uma possibilidade simétrica de combinação e leva a formação de um OM com densidade eletrônica entre os dois núcleos, contribuindo entãoefetivamente para a ligação entre os átomos. Desta maneira, este OM é chamado de orbital ligante. Já a segunda Ya ) constitui a probabilidade antissimétrica, originando um OM que não inclui a região entre os núcleos, tendo-se então um orbital de antiligação, ou simplesmente antiligante.
Para melhor visualização deste processo, considere-se a formação da molécula de H2, conforme ilustrado...
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