Ligação Química
Gilbert Newton Lewis
(1875 - 1946)
Regra do Octeto (válida apenas para elementos do 2º Período)
Os átomos tendem a formar ligações até ficarem rodeados de oito
electrões de valência, por forma a adquirirem uma configuração de gás
nobre, de particular estabilidade.
Repulsão dos Pares Electrónicos da Camada de Valência (RPECV)
N.º de pares de electrões na
camada de valência
Pares não ligantes
Distribuição mais favorável
para os pares de electrões
2
0
180º
A
3
0
Geometria
B
A
Linear
B
B
120º
Triangular plana
A
120º
Exemplos
B
CO2, BeCl2, CS2, HgCl2
BF3, BCl3, AlCl3
B
A
3
1
Angular
SO2, SnCl2, PbCl2
A
120º
4
B
B
B
0
CH4, CCl4, SiF4
Tetraédrica
A
B
B
B
4
1
A
NH3, NF3, PH3
Pirâmide trigonal
A
B
B
B
4
2
~109º
H2O, H2S, OF2
Angular
A
B
B
5
0
PCl5, SbCl5
B
B
A
B
Bipirâmide trigonal
A
B
B
B
6
0
B
B
SF6, SeF6
B
A
Octaédrica
B
B
A
6
2
B
B
XeF4
B
A
B
Quadrangular plana
Teoria da ligação de valência (TLV)
Dois átomos aproximam-se um do outro até que as suas
orbitais coalescem.
Orbital 1s
atómica
Orbital 1s
atómica
Ligação s
(sigma)
Teoria da ligação de valência (TLV)
Ligação s (sigma).
Da coalescência de duas orbitais s ou px (considerando a aproximação dos
dois átomos ao longo do eixo dos xx, estas últimas coalescem de topo),
formar-se-á uma nuvem electrónica de simetria cilíndrica em torno do eixo
internuclear, designando-se a ligação formada por ligação s (sigma).
Orbital 2px
atómica
Orbital 2px
atómica
Ligação s (sigma)
Teoria da ligação de valência (TLV)
Ligação p (pi).
A coalescência de duas orbitais py ou de duas pz, que coalescem lateralmente,
originará uma ligação p (pi) que, à semelhança das orbitais p, será
constituída por dois lóbulos.
Orbital 2p
atómica
Orbital 2p
atómica
LIgação p
(pi)
Teoria da ligação de valência (TLV)
Uma ligação s é mais forte do que uma p, em virtude
de a coalescência de topo ser superior à
coalescência lateral – critério da coalescência
máxima.
Ao somatório das ligações s e p que se estabelecem
entre dois átomos, chama-se multiplicidade da
ligação.
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp3
6C
- 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0
Uma orbital s e três orbitais p, produzem uma hibridação sp3
hibridação
s
p
sp3
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp3
6C
- 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0
z
z
z
x
y
z
x
x
y
y
x
y
hib rid açã o
z
x
y
z
z
x
x
y
z
y
x
y
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp3 - Metano
Estas orbitais fazem entre si ângulos de aproximadamente 109º, o que corresponde
exactamente aos ângulos de ligação observados na molécula de metano. Esta vai então
formar-se por coalescência de cada uma das quatro orbitais híbridas com a orbital 1s de um
átomo de hidrogénio, resultando em quatro ligações s.
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp2
2
2
1
1
0
6C - 1s 2s 2px 2py 2pz
Uma orbital s e duas orbitais p, produzem a hibridação sp2
hibridação
s
p
sp2
p
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp2
2
2
1
1
0
6C - 1s 2s 2px 2py 2pz
Uma orbital s e duas orbitais p, produzem três orbitais hibridas sp2
z
z
x
x
z
y
x
y
y
h ib rid a çã o
z
z
x
y
z
x
y
x
y
Teoria da ligação de valência (TLV)
Três orbitais sp2 + orbital p
Vista de lado
Vista de topo
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp2 –Eteno (ligação dupla)
A ligação dupla entre os dois átomos de carbono é, pois, formada por uma ligação
s e outra p, dizendo-se que tem multiplicidade dois. A coalescência lado a lado
da ligação p impede a rotação da ligação C-C.
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp
2
2
1
1
0
6C - 1s 2s 2px 2py 2pz
Uma orbital s e uma orbital, produzem a hibridação sp
hibridação
s
p
sp
p
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp
2
2
1
1
0
6C - 1s 2s 2px 2py 2pz
Uma orbital s e uma orbital p, produzem duas orbitais hibridas sp
z
z
z
z
h ib rid a ç ã o
x
x
y
y
x
y
x
y
Teoria da ligação de valência (TLV)
As duas orbitais sp e as duas orbitais p
Teoria da ligação de valência (TLV)
Hibridação sp –Etino (ligação tripla)
A ligação tripla entre os dois átomos de carbono é, pois, formada por uma ligação s
e duas p, dizendo-se que tem multiplicidade três. A coalescência lado a lado das
ligações p impede a rotação da ligação C-C, o que não condiciona a geometria
dado que as ligações s fazem ângulos de 180º, pelo que a molécula é linear.
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Segundo a Teoria das Orbitais Moleculares, a sobreposição de duas
orbitais atómicas leva à formação de duas orbitais moleculares: uma
orbital molecular ligante (s ou p), de menor energia, e uma orbital
molecular antiligante (s* ou p*), de maior energia.
Quando as orbitais que se combinam são s ou px (considerando a
aproximação dos átomos segundo o eixo xx), as orbitais moleculares
obtidas designam-se sigma (s), enquanto que da combinação das
orbitais atómicas py e pz, resulta a formação de orbitais moleculares
p.
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Ordem da Ligação
Os electrões das orbitais moleculares ligantes (s ou p) são electrões
ligantes e os das orbitais moleculares antiligantes (s* ou p*) são electrões
antiligantes.
A diferença entre os electrões ligantes e os electrões antiligantes dá-nos o
número de electrões efectivamente ligantes. Aqueles cujo efeito é
mutuamente anulado chamam-se electrões não-ligantes.
O.L. 
nº electrões ligantes - nº electrões antiligant es
2
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Formação de Orbitais Moleculares s1s e s*1s
Átomo
Molécula
Átomo
s*1s
E nergia
s*1s
1s
1s
s1s
s1s
Para as orbitais 2s teremos um diagrama e formas semelhantes, simplesmente os
valores de energia serão mais elevados.
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Molécula H2
H
H2
H
s*1s
E ner gia
Configuração Electrónica
H2 – s1s2
1s
1s
O.L. 
2-0
2
s1s
 1  Ligação Simples
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Formação de Orbitais Moleculares s2px e s*2px
Átomo
Molécula
Átomo
s*2px
E nergia
s*2px
2px
2px
s2px
s2px
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Formação de Orbitais Moleculares p2py e p*2py
Átomo
Molécula
Átomo
p*2py
E nergia
p*2py
2py
2py
p2py
As Orbitais Moleculares p2pz e p*2pz
espacialmente perpendiculares.
p2py
são idênticas em energia, mas
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Átomo
Átomo
Molécula
s*2px
p*2py p*2pz
Energia relativa das Orbitais
Moleculares para elementos
dos 1.º e 2.º Períodos
2px
2py
2pz
s2px
2px
p2py p2pz
E nergia
s*2s
2s
2s
s2s
s*1s
1s
1s
s1s
2py
2pz
Teoria das Orbitais Moleculares (TOM)
Preenchimento de orbitais moleculares de valência em moléculas
diatómicas de elementos do 2.º Período
Li2
B2
C2
N2
O2
s*2px
p*2py  p*2pz
s2px
p2py  p2pz
s*2s
s2s
CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
Li2: (s1s)2 (s*1s)2 (s2s)2
B2: (s1s)2 (s*1s)2 (s2s)2 (s*2s)2 (p2py)1 (p2pz)1
C2: (s1s)2 (s*1s)2 (s2s)2 (s*2s)2 (p2py)2 (p2pz)2
N2: (s1s)2 (s*1s)2 (s2s)2 (s*2s)2 (p2py)2 (p2pz)2 (s2px)2
O2: (s1s)2 (s*1s)2 (s2s)2 (s*2s)2 (p2py)2 (p2pz)2 (s2px)2 (p* 2py)1 (p*2pz)1
F2: (s1s)2 (s* 1s)2 (s2s)2 (s*2s)2 (p2py)2 (p2pz)2 (s2px)2 (p* 2py)2 (p* 2pz)2
F2
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Teoria da Ligação de Valência
Ângulos de 120º entre os carbonos: hibridação sp2
H
C
H
H
C
C
C
C
H
H
C
H
Nas ligações s são envolvidos 24 electrões (2 x 12 ligações). Como a molécula do
benzeno tem 30 electrões de valência sobram 6 nas orbitais p que apenas podem
coalescer lateralmente para formar ligações p.
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Como a molécula do benzeno tem 30 electrões de valência sobram 6 nas orbitais p que
apenas podem coalescer lateralmente para formar ligações p.
ou
Qualquer uma das duas estruturas tem ligações simples e duplas, no entanto…
Comprimento das ligações:
Simples (C-C): 154 pm
Dupla (C=C): 133 pm
Benzeno: 140 pm (todas iguais)
Como explicar?
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
August Kekulé (1829-1896)
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Kekulé sugeriu que o benzeno seria uma estrutura
híbrida entre as duas representações de Lewis.
August Kekulé (1829-1896)
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Os 6 electrões p encontram-se assim deslocalizados por toda a
estrutura.
As ligações na molécula de benzeno são assim todas iguais, com ordem
de ligação de 1,5.
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Moléculas como o benzeno, que não podem ser descritas
por uma única estrutura de Lewis, dizem-se híbridos de
ressonância.
Representação simplificada:
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
Qual o significado da seta na estrutura do benzeno?
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
A mula (um híbrido de cavalo e burro):
Alguém vê um cavalo a interconverter-se
num burro?
Híbridos de Ressonância
(Benzeno)
A seta significa que a estrutura é hibrida: nem
é uma, nem é outra, mas uma mistura das
duas.
Não confundir com a seta de equilíbrio
químico em que há interconversão!!!!!
Outros Híbridos de Ressonância
Ozono (O3)
O
O
S
S
O
O
O
Dióxido de Enxofre (SO2)
O
Ligações s
O
O
O
Ligações s
O
S
O
O
O
O
Ligações p
O
O
O
Ligações p
O
O
ou
O
O
S
O
S
O
ou
O
O