Grátis 6 pág.
- Denunciar
Pré-visualização | Página 1 de 1
Universidade Federal de Sergipe Departamento de Química – DQI Docente: Tarciane Greyci Turma: QUI0072- Química Orgânica I Mecânica Quântica e Estrutura Atômica (Revisão) Uma teoria da estrutura atômica e molecular foi desenvolvida independentemente e quase que simultaneamente por três homens em 1926: Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg e Paul Dirac. Essa teoria, chamada de mecânica quântica por Heisenberg, tornou-se a base a partir da qual deriva nossa compreensão moderna das ligações nas moléculas. No coração da mecânica quântica se encontram as equações das chamadas funções de onda (simbolizadas pela letra grega psi, ψ). Cada função de onda (ψ) corresponde a um diferente estado de energia de um elétron. Cada estado de energia é um subnível onde um ou dois elétrons podem existir. A energia associada ao estado de um elétron pode ser calculada a partir da função de onda. A probabilidade de se encontrar um elétron em uma dada região do espaço pode ser calculada a partir da função de onda. A função de onda pode ser positiva, negativa ou zero. O sinal da fase de uma equação de onda indica se a solução é positiva ou negativa quando calculada para um dado ponto no espaço em relação ao núcleo; Orbitais Atômicos Uma interpretação física relacionada á função de onda do elétron foi apresentada por Max Born em 1926, como é visto a seguir: O quadrado da função de onda (ψ2) em uma localização x, y z específica expressa a probabilidade de se encontrar um elétron naquela localização do espaço. Se o valor de ψ2 é grande para a unidade de volume do espaço, a probabilidade de se encontrar um elétron naquele volume é alta – dizemos que a densidade de probabilidade eletrônica é grande. Ao contrário, se ψ2 é pequena para alguma outra unidade de volume do espaço, a probabilidade de se encontrar um elétron nessa unidade de volume é baixa. Um orbital é a região do espaço onde a probabilidade de se encontrar um elétron é alta. Os orbitais atômicos são representações gráficas de ψ2 em três dimensões. Essas representações gráficas produzem os formatos familiares dos orbitais s, p, d e f. Orbitais atômicos combinam-se para a formação de orbitais moleculares! Forças Intermoleculares (Revisão) Durante as mudanças de estado ocorre somente um afastamento ou uma aproximação das moléculas, ou seja, somente as forças intermoleculares são rompidas ou formadas. As mudanças de estado físico dos compostos ocorrem com o fornecimento ou a retirada de energia, que é proporcional à intensidade das forças intermoleculares. Genericamente, temos: As forças intermoleculares (Forças de Van- der- Waals) podem ser classificadas em : Dipolo-dipolo induzido Dipolo-dipolo permanente Pontes de hidrogênio Dipolo- dipolo induzido Essas interações são características das substâncias formadas por moléculas apolares, embora ocorram em todos os tipos de moléculas; ou seja, nas moléculas apolares só ocorrem interações dipolo induzido-dipolo induzido. Tanto no estado sólido como no líquido, devido à proximidade das moléculas, ocorrem deformações nas suas nuvens eletrônicas, originando polos. Quanto maior a intensidade das forças intermoleculares maior a energia necessária para a mudança de estado maior a temperatura de ebulição Veja, a seguir, alguns exemplos de substâncias formadas por moléculas apolares, que interagem devido a esse tipo de força intermolecular. Os hidrocarbonetos (CH) são as substâncias orgânicas mais comuns que apresentam esse tipo de interação. Nas moléculas apolares a nuvem eletrônica distribui-se de maneira uniforme em toda a sua extensão. Dipolo-dipolo permanente Essas interações, também chamadas dipolo-dipolo, são características de moléculas polares e ocorrem entre os polos permanentes presentes nesse tipo de molécula. Observe a interação que existe no cloreto de hidrogênio (HCl) sólido ou líquido, representada a seguir. As moléculas da maioria das funções orgânicas interagem através desse tipo de força. Veja alguns exemplos. Pontes de hidrogênio A ponte de hidrogênio é um exemplo extremo da interação dipolo-dipolo, por ser muito mais intensa. Esse tipo de interação intermolecular ocorre mais comumente em moléculas que apresentam átomos de hidrogênio ligados a átomos de flúor, oxigênio e nitrogênio, que são altamente eletronegativos, originando polos acentuados. Veja as representações das pontes de hidrogênio existentes entre as moléculas de H2O. As pontes de hidrogênio ocorrem em algumas funções orgânicas, sendo os alcoóis, os ácidos carboxílicos e as aminas primárias as mais importantes. Tamanho das moléculas Quanto maior for o tamanho das moléculas, maior será a sua superfície, propiciando maior número de interações com moléculas vizinhas, o que acarreta uma elevação no seu ponto de ebulição. Assim, considerando as interações intermoleculares e o tamanho das moléculas, podem-se estabelecer duas relações: 1. Para moléculas com tamanhos aproximadamente iguais, temos: “Quanto maior for a intensidade das forças intermoleculares, maior será seu ponto de ebulição (PE).” Para que se possa estabelecer essa relação, deve-se considerar a ordem crescente da intensidade das interações, que é dada por: 2. Para moléculas com o mesmo tipo de interação, temos: “ Quanto maior for o tamanho da molécula, maior será o seu ponto de ebulição.” Referências 1 SOLOMONS, T. W. G. Quimica Organica Volumes 1, Livros Tecnicos e Cientificos Editora S.A., 1982. 1 BRUICER, P. Y. Química Orgânica. 4ª Edição, vol. 1, Pearson/Prentice Hall, 2006.