Temática: Ligação Covalente: Teoria da Hibridização
A aplicação da Teoria de Valência para moléculas poliatômicas (formadas por mais de 2 átomos) só permite explicar a
geometria dessas moléculas se introduzirmos o conceito de
hibridização de orbitais atômicos –que se baseia na “mistura” dos orbitais atômicos (em geral, de um átomo central) de modo a gerar um novo conjunto de orbitais atômicos, chamados orbitais híbridos.
Consideremos a formação da molécula de CH4 (Metano). Quando observamos a distribuição eletrônica do átomo de Carbono (átomo central dessa
molécula) no seu estado fundamental (“isolado”):
C 1s2 2s2 2p2
com estrutura eletrônica:
C 1s2 2s2
2p2
Para que o átomo de Carbono seja capaz de fazer 4 ligações covalentes
de maneira a atingir 8 elétrons (“octeto”) na sua camada de valência, há
a seguinte modificação na estrutura eletrônica, com a promoção de um
elétron 2s para 2p:
C 1s2
sp3
A mistura dos orbitais s e p deu origem a quatro novos orbitais sp3, tornando o átomo de Carbono hibridizado capaz de realizar 4 ligações covalentes
com quatro átomos de Hidrogênio, formando a molécula de CH4.
A formação dos diferentes orbitais híbridos nas moléculas explica as diferentes geometrias das moléculas (as quais veremos um pouco mais na
frente...), conforme é apresentado na tabela abaixo:
ESTRUTURA DA MATéRIA II
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Tabela 02 - Relação entre a distribuição espacial dos pares de elétrons da camada de valência e a hibridização
existente.
sp
Regiões de pares
de elétrons
2
sp2
3
Trigonal Plana
O3
sp3
4
Tetraédrica
CH4, H2O
Hibridização
Distribuição dos pares de
elétrons na camada de valência
Linear
Exemplos
CO2, N2
Moléculas com Duplas e Triplas Ligações:
O modelo proposto pela Teoria de Hibridização pode ser utilizado para explicar a formação de duplas e triplas ligações. Consideremos por exemplo
a molécula do Formaldeído ou Metanal (CH2O).
O
l
H - C- H
Para essa molécula os elétrons da camada de valência do átomo de Carbono podem ser encontrados em três regiões diferentes, ou seja, nas regiões
das ligações com os átomos de Hidrogênio ou na região da ligação com o
átomo de Oxigênio. Pela tabela apresentada acima, o átomo de Carbono
tem uma hibridização sp2. Na hibridização sp2 o orbital 2s e dois orbitais 2p
se combinam e cada um dos elétrons de valência é colocado nos três orbitais híbridos sp2. O quarto elétron de valência do átomo de Carbono está
localizado no orbital 2p que não foi utilizado durante a hibridização.
Pelo que podemos perceber, a teoria de hibridização é de
entendimento muito complexo, mas de uma maneira simplificada podemos concluir que moléculas que envolvam ligações duplas e triplas terão a formação de orbitais híbridos sp e sp2.
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ESTRUTURA DA MATéRIA II