Que é orbital? O que é nó ou plano nodal? O que são as ligações Pi ( \pi ).

Passo 1

O enunciado pede três definições básicas de química quântica e teoria de ligações:
– O que é um orbital?
– O que é um nó ou plano nodal?
– O que são as ligações π?
Para responder vamos recorrer aos conceitos de função de onda, probabilidade eletrônica e sobreposição de orbitais.

Passo 2

Um orbital atômico ou molecular é a região do espaço na qual a probabilidade de se encontrar um elétron possui valores significativos. Em química quântica, descrevemos isso por meio da função de onda \Psi. A probabilidade de localizar o elétron num ponto (x,y,z) é dada por \Psi^2(x,y,z). Assim, um orbital é, na prática, um “mapa” tridimensional que mostra onde \Psi^2 é grande (alta chance de encontrar elétron) ou pequena.

Passo 3

Um ou plano nodal é uma região (ponto, linha ou superfície) onde a função de onda \Psi se anula, ou seja, \Psi=0. Como \Psi^2 dá a densidade eletrônica, num nó a probabilidade de encontrar elétron é zero. Há dois tipos principais de nós em orbitais atômicos:
Nós radiais, quando surgem esferas concentricas onde \Psi=0.
Nós angulares (ou planos nodais), que são superfícies planas (ou cônicas) onde muda o sinal de \Psi.

Passo 4

As ligações π são formadas pela sobreposição lateral de orbitais atômicos, tipicamente de caráter p. Numa ligação σ os orbitais se sobrepõem ao longo do eixo de ligação, mas numa ligação π eles se encontram acima e abaixo (ou à frente e atrás) desse eixo. Essa interação lateral gera duas nuvens de densidade eletrônica, uma em cada “face” do eixo de ligação, conferindo às ligações π propriedades diferentes (menor energia de ligação e menor simetria) das ligações σ.

Resposta

  • Orbital: região do espaço na qual a probabilidade de se encontrar um elétron é dada por \Psi^2.
  • Nó ou plano nodal: local onde \Psi=0, portanto densidade eletrônica nula.
  • Ligação π: ligação química resultante da sobreposição lateral de orbitais (geralmente p), com nuvem eletrônica acima e abaixo do eixo de ligação.

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