Segundo a teoria da ligação de valência, as ligações se
formam quando os elétrons dos orbitais atômicos da
camada de valência formam pares; os orbitais atômicos
se sobrepõem para formar ligações σ ou lateralmente
para formar ligações π. A sobreposição de orbitais
semipreenchidos explica a formação das moléculas
diatômicas. Para isso, vamos analisar a distribuição
eletrônica do H e F.
O H apresenta um orbital s, com apenas um elétron,
semipreenchido. O mesmo ocorre com o F, o orbital p
é triplamente degenerado. A distribuição eletrônica do
2p5 (2p2x, 2p2y, 2p1z) pode ser representada da
seguinte forma:
A formação da molécula de H2 é explicada como a
sobreposição de dois orbitais 1s1 de átomos de
hidrogênio diferentes, a molécula de F2 como a
sobreposição de dois orbitais p semipreenchidos dos
dois átomos de flúor. A única geometria para moléculas
diatômicas é a linear.
A TLV explica a formação de moléculas com mais de
dois átomos, considerando que acontece um rearranjo
da estrutura dos orbitais do átomo central quando
ocorre a formação das ligações covalentes, resultando
em orientações e energias mais adequadas do que no
átomo isolado. Esse processo é denominado
hibridização e os novos orbitais são chamados orbitais
híbridos.
A hibridização resulta da combinação da função de
onda do átomo central e são utilizados os orbitais dos
elétrons de valência.
Como exemplo na hibridização da molécula de CH4
O metano estabelece quatro ligações covalentes
simples, pela TLV são necessários 4 orbitais
semipreenchidos no carbono para originar as
sobreposições com os orbitais 1s1 do hidrogênio. O
carbono possui 4 elétrons de valência (2s2, 2p2),
portanto sua hibridização vai envolver os orbitais 2s e
2p e as possíveis hibridizações sp, sp2, sp3. Porém
somente a sp3 resulta em 4 orbitais híbridos. Sendo
assim supondo a hibridização sp3 para o carbono já
temos 4 orbitais semipreenchidos para formar as
ligações com os hidrogênios pela sobreposição de
orbitais. Sabemos também que a hibridização sp3 resulta
em uma disposição dos orbitais híbridos que conduz a
geometria tetraédrica.
sp3: um orbital s e 3 orbitais p, formando 4 orbitais
híbridos; 4 ligações sigma; normalmente forma
geometria tetraédrica.
sp2: um orbital s e 2 orbitais p, 3 ligações sigma e 1
ligação pi, normalmente forma geometria trigonal plana.
sp: um orbital s e um orbital p; 2 ligações sigma e 2
ligações pi; geometria linear
Medida quantitativa da polaridade de uma molécula. É
dependente da diferença de eletronegatividade dos
átomos e da distância da ligação.
Se o momento dipolo for diferente de zero, há dipolo
permanente. A partir disso pode-se dizer que a
molécula é polar.
