Represente, da forma mais completa possível, a formação de todas as ligações covalentes presentes nas moléculas abaixo, empregando-se a TLV (Teoria da Ligação de Valência).
a)
b) CO
c) NO
d)
a)
b) CO
c) NO
d)
Passo 1
O enunciado pede para desenharmos, pelo ponto de vista da Teoria da Ligação de Valência (TLV), como se formam todas as ligações covalentes em quatro espécies:
a)
b) CO
c) NO
d)
Para isso vamos:
a)
b) CO
c) NO
d)
Para isso vamos:
- mostrar como cada átomo entra num estado excitado para ter elétrons desemparelhados;
- indicar a hibridação dos orbitais (sp, p etc.);
- explicitar quais orbitais se sobrepõem para formar ligações sigma e pi;
- posicionar os pares não ligantes.
Passo 2
Resumo da TLV em moléculas simples:
- cada átomo pode sofrer excitação eletrônica (por ex. 2
2 2 ) para gerar elétrons desemparelhados; - esses orbitais se misturam (“hibridizam”) criando orbitais híbridos (sp, s
, s etc.); - as ligações simples (sigma) vêm do overlap frontal de dois orbitais (híbridos ou não);
- as ligações múltiplas (pi) vêm do overlap lateral entre orbitais puros §;
- elétrons que não participam de ligação ficam como pares isolados em orbitais híbridos ou puros.
Passo 3
C
- Carbono em estado excitado:
- Hibridação de C: sp → dois orbitais
ao longo do eixo O–C–O, mais dois puros e . - Cada oxigênio faz hibridação sp similar: um orbital
alinhado com C e dois . - Ligações:
idêntico para o outro O.
5. As duas orbitais de C e O se sobrepõem lateralmente formando uma ligação
; o mesmo ocorre com
.
6. Cada O fica com dois pares isolados em e em
; C não tem pares isolados.
Esquematicamente, no eixo x:
5. As duas orbitais
6. Cada O fica com dois pares isolados em
Esquematicamente, no eixo x:
e nos eixos y e z, duas duplas
entre
–
e
–
.
Passo 4
CO
- Carbono excitado:
, hibridiza-se em sp, gerando dois sp e dois p. - Oxigênio excitado:
, hibridiza-se em sp, gerando dois sp e dois p. - Ligações:
a) sigma:+
b) duas pi: overlap lateral de– e de – . - Pares isolados:
– em C: um par em;
– em O: dois pares em umae um par em cada p.
Resultado: ligação tripla.
Passo 5
NO
- Nitrogênio excitado:
, hibridiza-se em sp, resta um elétron desemparelhado em orbital puro p. - Oxigênio excitado:
, hibridiza-se em sp, resta um desemparelhado em p. - Ligações:
a) sigma:
b) pi: overlap de– → dupla . - Fica um elétron não pareado em
(radical), e um par isolado em cada átomo:
– N: um par em,
– O: dois pares eme um par em .
Passo 6
N
- Removendo um elétron de NO, fica isoeletrônico de CO (10 elétrons).
- Hibridação sp em N e em O.
- Ligações:
a) sigma:
b) duas pi: overlap– e – . - Pares isolados:
–: nenhum par em p, um par em ;
– O: dois pares eme um par em cada p.
Forma-se uma ligação tripla.
Resposta
As quatro espécies apresentam as seguintes ligações covalentes, vistas na TLV:
a) C : C sp–O sp
p–p
(lin.
=O)
b) CO: C sp–O sp + p–p
(C≡O)
c) NO: N sp–O sp + p–p
+ elétron não pareado em p (radical NO)
d) N : N sp–O sp
+ p–p
(íon N
, isoelet. CO)
a) C
b) CO: C sp–O sp
c) NO: N sp–O sp
d) N