Teoria MO e Ligação Covalente

A teoria dos orbitais moleculares descreve a distribuição de elétrons em uma molécula, em vez de localizá-los em ligações específicas entre os átomos.

A interferência construtiva entre os orbitais atômicos em fase corresponde a uma maior densidade de elétrons entre os núcleos carregados positivamente, tornando a molécula mais estável. Este orbital molecular de ligação é mais baixo em energia do que qualquer um dos orbitais atômicos originais.

A interferência destrutiva entre orbitais atômicos fora de fase corresponde a uma menor densidade de elétrons em um plano nodal entre os núcleos, tornando a molécula menos estável. Este orbital molecular antiligante é mais alto em energia do que os orbitais atômicos e é marcado com uma estrela ou asterisco.

Os orbitais moleculares são classificados pela forma como os orbitais atômicos se sobrepõem. A combinação frontal de orbitais atômicos ao longo do eixo internuclear, como a sobreposição entre dois orbitais s ou dois orbitais p de ponta a ponta, resulta em orbitais moleculares sigma. A densidade eletrônica do orbital sigma está centrada em torno do eixo internuclear.

A sobreposição lateral, como a sobreposição lateral de dois orbitais p, resulta em orbitais moleculares pi. Aqui, a densidade eletrônica está concentrada em lados opostos do eixo internuclear.

A orientação dos três orbitais p diferentes significa que, normalmente, um par se sobrepõe de ponta a ponta e os outros dois pares se sobrepõem lateralmente. Os orbitais de ligação pi são tipicamente iguais em energia, ou degenerados, assim como os orbitais antiligantes pi.

A teoria dos orbitais moleculares prevê a estabilidade das ligações covalentes a partir da ordem de ligação da molécula, que é o número de elétrons nos orbitais de ligação menos o número de elétrons nos orbitais antiligantes dividido por dois.

Uma ordem de ligação maior que zero indica que uma ou mais ligações covalentes podem existir, enquanto uma ordem de ligação de zero significa que as ligações não devem existir.

A teoria dos orbitais moleculares também é útil para moléculas poliatômicas como o benzeno. O modelo de Lewis do benzeno não pode representar com precisão seus elétrons deslocalizados, enquanto a teoria dos orbitais moleculares atribui esses elétrons a três orbitais moleculares de ligação pi cobrindo todo o anel de carbono.