4-Use a teoria da ligação de valência (TLV) para explicar as ligações presentes na molécula de
. Esboce a sobreposição dos orbitais atômicos/híbridos envolvidos.
Passo 1
O enunciado pede para usarmos a Teoria da Ligação de Valência (TLV) para explicar como os átomos de oxigênio se unem em
. Vamos precisar da configuração eletrônica do oxigênio, do conceito de hibridização para acomodar pares de elétrons não ligantes e do esquema de sobreposição de orbitais atômicos (ou híbridos) para formar ligações
e
.
Passo 2
Cada átomo de oxigênio tem configuração eletrônica de valência
isto é, são seis elétrons na camada de valência: dois ocuparão orbital
(par não ligante) e quatro ocuparão orbitais
. Na TLV mostramos esses pares como pares isolados (lone pairs) e usamos hibridização para explicá-los direcionalmente.
Passo 3
Para acomodar os dois pares não ligantes e ainda deixar um orbital apto a formar ligação
, assumimos que cada átomo de oxigênio se hibridiza em
. Assim, de cada átomo surgem três orbitais híbridos
:
- Dois orbitais
contêm cada um um par não ligante (total de quatro elétrons). - O terceiro orbital
sobra para o compartilhamento de um par na ligação .
Fica ainda um orbital“puro” por átomo, disponível para formar ligação .
Passo 4
Esquematicamente, ao unirmos os dois oxigênios:
— Os orbitais frontais (um de cada átomo) se alinham sobre o eixo internuclear e fazem sobreposição de punta a punta, gerando a ligação
.
— Os orbitais puros (um de cada átomo), perpendiculares ao eixo, se aproximam lateralmente (sobreposição em faces laterais) e formam a ligação
.
As outras duas direções de em cada átomo contêm os pares não ligantes e não participam diretamente na ligação entre átomos.
— Os orbitais
— Os orbitais
As outras duas direções de
Passo 5
Contando elétrons e ligações:
— Ligação gerada pelo par compartilhado nos orbitais
.
— Ligação gerada pelo par compartilhado nos orbitais
.
— Cada átomo mantém dois pares isolados em orbitais .
Assim, a molécula de apresenta uma ligação dupla (ordem de ligação 2), formada por uma ligação
e uma ligação
.
— Ligação
— Ligação
— Cada átomo mantém dois pares isolados em orbitais
Assim, a molécula de
Resposta
Em TLV, cada átomo de O em
é hibridizado
. Um orbital
de cada átomo forma a ligação
, enquanto o orbital
puro de cada átomo faz a ligação
. Os dois orbitais
restantes em cada átomo abrigam os dois pares não ligantes.