Teoria da Ligação de Valência
Produzido por Marcelo BrillantinoTeoria
Fala aí! Hoje vamos falar um pouquinho sobre a teoria da ligação de valência, que explica como as ligações ocorrem por meio da sobreposição de orbitais atômicos.
Tá preparado?
Se liga nesse conteúdo adicional que pode ser bem útil pra você 🥰👇
- Estrutura de Lewis para Ligações Covalentes.
- Configuração eletrônica dos elementos.
- Dualidade onda-partícula do elétron.
O que é a Teoria da Ligação de Valência?
A Teoria da Ligação de Valência (TLV) diz que a ligação entre dois átomos é feita por meio da sobreposição de dois orbitais atômicos semipreenchidos.
Se formos representar a ligação entre dois átomos de hidrogênio, você pode ser tentado a desenhar um desses jeitos aqui:

E não tem nada de errado não! Afinal, a gente desenha essa estrutura de Lewis desde que começamos a estudar ligações químicas lá na escola, não é mesmo?
Maaas, olha só que coisa: tem uma teoria muito famosa que diz que os elétrons podem se comportar tanto como partículas, quanto como ondas. E aí, como que a gente vai falar do elétron como onda, se a gente tá representando ele como bolinhas que interagem umas com as outras?
Aí que entra a teoria da ligação de valência, que vai tratar as ligações químicas não mais como partículas, ou bolinhas, interagindo umas com as outras, mas sim como orbitais atômicos que se sobrepõem.
Orbitais Atômicos
Os orbitais são regiões que apresentam a maior probabilidade de se encontrar os elétrons nas proximidades de um átomo.
Os mais importantes pra gente entender a TLV vão ser os orbitais do tipo s e p. Olha eles aí:

Segundo a TLV, uma ligação surge quando os orbitais de dois átomos se sobrepõem. Mais ou menos assim:

Essas aí são sobreposições do tipo frontal. Mas também podemos ter do tipo lateral:

Quando ocorre uma sobreposição frontal, a ligação resultante é do tipo sigma (
Bora ver como fica aquela ligação
A configuração eletrônica do hidrogênio é:
Quer dizer que cada hidrogênio só tem 1 elétron, em um orbital do tipo s. Então, nossa ligação vai ser formada a partir da sobreposição de dois orbitais s.

Aquela região mais escurinha ali no meio é onde ocorre a tal sobreposição, e é ali que existe a maior probabilidade de se encontrar os elétrons.
Saca só esse vídeo aqui explicando tudo o que eu acabei de te contar e um pouquinho mais ⏯️
Hibridação de Orbitais Atômicos
Orbitais atômicos de níveis energéticos diferentes podem se fundir para gerar orbitais híbridos.
Vamos parar pra pensar um pouquinho na molécula de
Se a gente fizer o diagrama de caixas para os elétrons de valência nos orbitais, vamos ver o seguinte:

O carbono tem que fazer 4 ligações, uma com cada hidrogênio, certo? Então ele precisa de 4 orbitais com elétrons desemparelhados.
Para isso, um dos elétrons do 2s do carbono vai ter que ser excitado para aquele 2p vazio.

Mas agora pensa no seguinte: se as ligações ocorrem assim, a gente vai ter três ligações entre os 2p do carbono e os 1s dos hidrogênios e uma única ligação entre o 2s do carbono e o 1s de um hidrogênio. Isso significaria que uma das ligações da molécula
Mas isso não acontece! Todas as medidas experimentais indicam que as quatro ligações são equivalentes.
Então precisamos de um novo conceito para explicar o que tá acontecendo aqui: a hibridação de orbitais.
A hibridação de um orbital s com três orbitais p gera quatro orbitais

Agora, o carbono no
Ligações Pi ( )
Uma ligação pi ocorre quando há a sobreposição lateral de dois orbitais puros do tipo p (não híbridos).
Uma molécula terá uma ligação pi sempre que tiver ligações duplas ou triplas. Por exemplo, na molécula de eteno
Por conta disso, não podemos fazer a hibridação dos orbitais destes carbonos como fizemos para o

Repare como a linha do orbital p está um pouquinho acima dos híbridos sp. Isso é intencional, viu? É porque um orbital híbrido sp tem nível energético entre o s (menos energético) e o p (mais energético), então ele é mais energético que o orbital s puro mas continua sendo menos energético que o p puro.
Hibridação e Geometria Molecular
A hibridação dos carbonos é um dos pontos fundamentais para se entender a geometria de moléculas orgânicas.
Para qualquer tipo de hibridação, os orbitais formados se distribuem no espaço de modo a maximizar a distância entre si, a fim de diminuir a repulsão eletrônica.
No caso da hibridação

Na hibridação

Expansão do Octeto
Como que a TLV lida com casos em que ocorrem a expansão do octeto?
Nas estruturas de Lewis, alguns átomos podem fazer mais de ligações, quando tiverem orbitais d disponíveis. Aqui isso também pode acontecer, mas esses orbitais d vão ser hibridizados com os s e os p tal como viemos fazendo até aqui.
Por exemplo, pra molécula

Os orbitais resultantes dessa hibridação se arranjam espacialmente de forma bipiramidal trigonal, com aquela ideia de manter a maior distância possível entre um e outro.

Tudo beleza? Saca só esse resuminho:
Na Teoria da Ligação de Valência TLV, as moléculas se formam a partir da sobreposição de orbitais atômicos. Esses orbitais podem sofrer hibridação e são responsáveis pela geometria molecular.