TLV - Teoria da Ligação de Valência (Química Orgânica

É uma teoria que foi desenvolvida a partir do modelo atômico quântico (onde o elétron apresenta comportamento ondulatório), para descrever a formação da ligação entre orbitais atômicos.

Lembre-se: orbital (ou função de onda) é o nome dado a solução ou resolução de uma determinada expressão matemática (denominada também de equação de onda) que indica a provável região do espaço em volta do núcleo atômico, onde o elétron tem maior probabilidade de ser encontrado.

Pela teoria da ligação de valência, uma ligação se forma através da sobreposição de orbitais semipreenchidos, ou seja, orbitais que apresentem elétrons desemparelhados.

Os elétrons estão desta forma, emparelhados nos orbitais que superpuseram e são atraídos por ambos os núcleos. Desta forma há um aumento da densidade eletrônica entre os núcleos, unindo os átomos e consequentemente diminuindo a energia total do sistema, formando uma molécula estável.. Isso por ser descrito pelas funções de onda de cada um dos átomos.

A força da ligação é proporcional à superposição dos orbitais atômicos. Em conseqüência os átomos na molécula tendem a ocupar uma posição em que haja um máximo de superposição entre os orbitais.

Exemplo: a molécula do hidrogênio (H2). Superposição de dois orbitais 1s.

Molécula de Hidrogênio

Molécula de H2 após a superposição de orbitais

Segundo a TLV, os dois elétrons que participam da ligação são de spin opostos. Se os dois elétrons tiverem spins paralelos não ocorre a ligação e desta forma ocorreria repulsão, como é possível verificar abaixo:

Representação esquemática das curvas teóricas de energia (de a até d) para uma molécula de hidrogênio. A curva e é a curva obtida experimentalmente e a curva f demonstra a interação repulsiva de dois elétrons de spins iguais.

A TLV prevê a existência de dois tipos de superposições de orbitais:

Frontal: exatamente no eixo da ligação química (direção internuclear), sendo chamada de ligação sigma (σ). Estes orbitais são cilindricamente simétricos em relação ao eixo internuclear.

Lateral: quando a ligação decorre da interação lateral de orbitais; a superposição ocorre no plano da ligação química, sendo chamada de ligação pi (π)

Obs:

Ligação pi (π) : é a ligação formada pela aproximação lateral de orbitais (segundo eixos paralelos). A ligação pi é mais fraca e mais fácil de ser rompida; Só ocorre entre orbitais atômicos do tipo "p". As ligações pi nunca acontecem sozinhas sem que os átomos também sejam unidos por uma ligação sigma.

Representação esquemática das possibilidades de superposições sigma (σ) de orbitais.

Representação esquemática das possibilidades de superposições pi (π) de orbitais.

A teoria de ligação de valência utiliza a definição de orbitais atômicos híbridos para explicar tanto o compartilhamento de elétrons durante a superposição de orbitais atômicos quanto a geometria espacial apresentada pela substância formada.