Resumo Teoria Atômica: Diferenças entre Física Clássica e Quântica, Hibridização, Estabilidade Molecular e TCC

1 Descreva as diferenças entre a física clássica e a mecânica quântica estudada na teoria atômica 2 Discuta os principais pontos estudados a Na hibridização de complexos com a teoria da ligação de valência TLV b Na Teoria do Orbital Molecular TOM e dê exemplos 3 Compare as estabilidades relativas das moléculas indicadas explicitando o critério seguido O2 O2 O2 N2 e N2 Com base na resposta anterior indique justificando que molécula apresenta a Maior ordem de ligação b Maior energia de ligação c Maior comprimento de ligação d Caráter magnético 4 Dê 3 exemplos de complexos sua fórmula e nomenclatura 5 Utilizando a teoria do campo cristalino TCC e os compostos de coordenação CoF63 e CoNH363 explique através dos diagramas quem é spin baixo e spin alto Comente ainda sobre a energia de emparelhamento P e as energias de estabilização Δ Questão 1 A física clássica se difere da mecânica quântica nos conceitos e consequentemente na aplicação Enquanto a mecânica clássica trabalha com certezas e dados bem definidos a mecânica quântica envolve probabilidade Na teoria atômica é possível compreender como se dá essa diferença como é o caso da posição e da velocidade de um elétron na física clássica as posições e as velocidades de um móvel são extremamente bem definidas por sua vez a física quântica determina que se as coordenadas de um elétron são conhecidas a determinação de sua velocidade é impossível Caso a velocidade seja conhecida tornase impossível a determinação da posição do elétron temos somente uma região de maior probabilidade de encontralo Outro aspecto interessante a ser levado em consideração é a dualidade ondapartícula descrita na mecânica quântica para o elétron enquanto na mecânica clássica acreditou se por muito tempo que só seria possível te um único comportamento onda ou partícula Questão 2 a A Teoria da Ligação de Valência TLV retrata qualitativamente a estrutura molecular e de uma ligação no estado de menor energia o estado fundamental sendo útil para o estudo de moléculas com muitos átomos tais como os complexos De uma maneira bem simples de se entender os complexos são formados por um íon metálico central ligado a um ou mais átomos ligantes no caso uma das espécies atua como ácido e a outra como base de Lewis respectivamente Nestas ligações químicas ocorre a superposição dos orbitais vazios do átomo central ácido de Lewis e dos orbitais preenchidos dos ligantes base de Lewis Nas espécies químicas resultantes destas interações as quais são mais estáveis do que as duas espécies o ácido e a base separadas os ligantes ficam dirigidos para posições nas quais os orbitais de valência do átomo central que podem ser hibridizados durante a formação das ligações A hibridização nada mais é do que a mistura dos orbitais de valência Vale salientar que o número de orbitais híbridos é igual ao número de orbitais envolvidos na hibridização b A Teoria do Orbital Molecular TOM tem o fundamento de que os elétrons de valência também influenciam na estabilidade de uma molécula ainda que os elétrons dos níveis inferiores também possam contribuir para a ligação para muitas moléculas simples esse efeito não é significativo por ser muito pequeno Além disso a TOM considera que os orbitais atômicos do nível de valência deixam de existir quando a molécula se forma os quais são substituídos por um novo conjunto de níveis energéticos que correspondem a novas distribuições da nuvem eletrônica densidade de probabilidade Resultando assim em novos níveis energéticos chamados de orbitais moleculares Analisando os exemplos do O2 e O2 2 verificamos que o O2 é paramagnético pois apresenta dois eletros desemparelhados No caso do O2 2 ganhou dois elétrons que preenchem os orbitais antiligantes tornado a molécula diamagnética Questão 4 Exemplo de complexos Fórmula Nomenclatura 1 FeCN64 Hexacianoferrato II 2 NiCO43 Tetracarbonilníquel 0 3 PtCl2NH32 Diaminodicloroplatina II Questão 5 A Teoria do campo cristalino TCC trata da interação entre o íon metálico central e os ligantes como um problema puramente eletrostático no qual os átomos dos ligantes se representam como cargas pontuais ou dipolos pontuais A Energia de estabilização do campo cristalino EECC é dada por 4 x Dq P onde P é a energia gasta para forçar o emparelhamento dos elétrons no mesmo orbital No caso co CoNH363 a energia de emparelhamento é maior do que o CoF63 Questão 1 A física clássica se difere da mecânica quântica nos conceitos e consequentemente na aplicação Enquanto a mecânica clássica trabalha com certezas e dados bem definidos a mecânica quântica envolve probabilidade Na teoria atômica é possível compreender como se dá essa diferença como é o caso da posição e da velocidade de um elétron na física clássica as posições e as velocidades de um móvel são extremamente bem definidas por sua vez a física quântica determina que se as coordenadas de um elétron são conhecidas a determinação de sua velocidade é impossível Caso a velocidade seja conhecida tornase impossível a determinação da posição do elétron temos somente uma região de maior probabilidade de encontralo Outro aspecto interessante a ser levado em consideração é a dualidade ondapartícula descrita na mecânica quântica para o elétron enquanto na mecânica clássica acreditouse por muito tempo que só seria possível te um único comportamento onda ou partícula Questão 2 a A Teoria da Ligação de Valência TLV retrata qualitativamente a estrutura molecular e de uma ligação no estado de menor energia o estado fundamental sendo útil para o estudo de moléculas com muitos átomos tais como os complexos De uma maneira bem simples de se entender os complexos são formados por um íon metálico central ligado a um ou mais átomos ligantes no caso uma das espécies atua como ácido e a outra como base de Lewis respectivamente Nestas ligações químicas ocorre a superposição dos orbitais vazios do átomo central ácido de Lewis e dos orbitais preenchidos dos ligantes base de Lewis Nas espécies químicas resultantes destas interações as quais são mais estáveis do que as duas espécies o ácido e a base separadas os ligantes ficam dirigidos para posições nas quais os orbitais de valência do átomo central que podem ser hibridizados durante a formação das ligações A hibridização nada mais é do que a mistura dos orbitais de valência Vale salientar que o número de orbitais híbridos é igual ao número de orbitais envolvidos na hibridização b A Teoria do Orbital Molecular TOM tem o fundamento de que os elétrons de valência também influenciam na estabilidade de uma molécula ainda que os elétrons dos níveis inferiores também possam contribuir para a ligação para muitas moléculas simples esse efeito não é significativo por ser muito pequeno Além disso a TOM considera que os orbitais atômicos do nível de valência deixam de existir quando a molécula se forma os quais são substituídos por um novo conjunto de níveis energéticos que correspondem a novas distribuições da nuvem eletrônica densidade de probabilidade Resultando assim em novos níveis energéticos chamados de orbitais moleculares Analisando os exemplos do O2 e O22 verificamos que o O2 é paramagnético pois apresenta dois eletros desemparelhados No caso do O22 ganhou dois elétrons que preenchem os orbitais antiligantes tornado a molécula diamagnética Questão 4 Exemplo de complexos Fórmula Nomenclatura 1 FeCN64 Hexacianoferrato II 2 NiCO43 Tetracarbonilníquel 0 3 PtCl2NH32 Diaminodicloroplatina II Questão 5 A Teoria do campo cristalino TCC trata da interação entre o íon metálico central e os ligantes como um problema puramente eletrostático no qual os átomos dos ligantes se representam como cargas pontuais ou dipolos pontuais A Energia de estabilização do campo cristalino EECC é dada por 4 x Dq P onde P é a energia gasta para forçar o emparelhamento dos elétrons no mesmo orbital No caso co CoNH363 a energia de emparelhamento é maior do que o CoF63