4- Considerando a Teoria de Ligação de Valencia:
(a) Em que consiste a Teoria da Ligação de Valência?
(b) Utilizando a TLV, explique a formação das ligações químicas no
.
(c) Desenhe a curva de variação da energia potencial para formação da molécula de
.
(a) Em que consiste a Teoria da Ligação de Valência?
(b) Utilizando a TLV, explique a formação das ligações químicas no
(c) Desenhe a curva de variação da energia potencial para formação da molécula de
Passo 1
O enunciado pede que a gente discuta a Teoria de Ligação de Valência (TLV) e a use para explicar a formação das ligações em
e em
, além de desenhar a curva de energia potencial para
. O conteúdo é Valence Bond Theory e vamos precisar entender sobre sobreposição de orbitais atômicos, pareamento de spins e poço de potencial.
Passo 2
Na TLV a ligação química surge quando dois átomos aproximam-se o bastante para que seus orbitais atômicos se sobreponham e dois elétrons de spins opostos formem um par estável. Essa teoria enfatiza:
- Sobreposição máxima de orbitais para minimizar a energia.
- Pareamento de spins (Princípio de exclusão de Pauli).
- Cada ligação é localizada entre dois átomos, formando orbitais híbridos ou não, dependendo da geometria.
Passo 3
Em
cada átomo de cloro tem configuração eletrônica externa
. Cada átomo contribui com um elétron no orbital
não emparelhado; esses dois orbitais
se alinham e se sobrepõem axialmente, formando um orbital
de ligação. Os dois elétrons pareados nesse orbital
estabilizam a molécula.
Em o átomo de hidrogênio oferece seu orbital
com um elétron e o cloro oferece o orbital
com um elétron não emparelhado. A sobreposição entre o
do H e o
do Cl forma um orbital
, onde os dois elétrons se emparelham para dar origem à ligação simples H–Cl.
Em
Passo 4
A curva de energia potencial
de
em função da distância internuclear
é um poço típico:
- Para
há forte repulsão nuclear ( ). - À medida que
diminui, decresce até um mínimo em (distância de equilíbrio), onde a atração e a repulsão se equilibram. - Para
, , pois não há interação.
Esquematicamente:
Resposta
(a) A TLV afirma que as ligações químicas surgem pela sobreposição de orbitais atômicos de átomos próximos, com pareamento de spins opostos em cada par de elétrons, gerando orbitais de ligação localizados entre dois átomos.
(b) Em , dois orbitais
não emparelhados dos cloros se sobrepõem axialmente formando um orbital
onde os elétrons se emparelham; em
, o orbital
do H sobrepõe-se ao orbital
do Cl, formando também um orbital
com dois elétrons emparelhados.
(c) A curva de versus
para
é um poço de potencial com repulsão para
, mínimo em
e
para
, conforme o esboço acima.
(b) Em
(c) A curva de