A ligação química é um conceito central na teoria química. Nas últimas décadas, ferramentas computacionais como Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), Electron Localization Function (ELF) e Natural Bonding Orbitals (NBO) tem sido utilizadas para investigar a estrutura eletrônica de diversos sistemas na tentativa de encontrar explicação para os fenômenos observados experimentalmente. Dentre estes fenômenos estão as ligações químicas. Embora seu conceito seja antigo e bem estabelecido, ainda existem muitas espécies cujo caráter das ligações não são consenso na literatura. As ligações NO e PO nos óxidos de amina e óxidos de fosfina são exemplos de ligações cujo caráter é debatido a muito tempo na literatura, e a utilização de ferramentas de química computacional podem trazer novos esclarecimentos sobre o real caráter destas ligações. Este trabalho, portanto, tem como objetivo estudar, usando os métodos QTAIM, ELF, NBO e NRT, a estrutura eletrônica de óxidos de amina e seus derivados, R3NO, e seus respectivos isômeros, R2NOR, bem como os óxidos de fosfina correspondentes, R3PO e R2POR. Também são estudados as moléculas RNO e RPO, por formarem uma ligação dupla entre NO e PO, bem como uma série de moléculas cujas ligações são modelos de ligações covalente, iônica e covalente coordenativa, com a finalidade de comparação. As análises de geometria revelaram que as espécies R3NO são mais estáveis do que os respectivos isômeros R2NOR quando os substituintes possuem efeito indutivo retirador de elétrons. Já as espécies R3PO são sempre mais estáveis do que os seus respectivos isômeros, menos quando R = H, caso em que a diferença de energia eletrônica entre ambos é de apenas 0,66 kcal.mol-1. A diferença de energia entre os isômeros varia devido ao efeito do substituinte, que é muito acentuado em R3NO, mas pouco em R2NOR, como pode ser visto na variação da ligação NO no primeiro caso, que chega a ser de 0,2 Å. Este mesmo efeito é observado nas ligações PO, porém com menos intensidade. Os resultados de QTAIM e ELF deixam claro que as ligações NO, em todos os casos, devem ser classificadas como covalentes polares, independentemente do substituinte. Já as ligações PO devem ser classificadas como coordenativas. Esta classificação está baseada na comparação direta com as moléculas modelos estudadas neste trabalho e a comparação com outros trabalhos na literatura envolvendo estes tipos de ligações. Em ambos os casos, NO e PO, o efeito do substituinte não é grande o bastante para alterar a natureza da ligação a ponto de alterar sua classificação. Os resultados de NRT, no entanto, revelam que o substituinte altera a ordem de ligação de forma considerável. Uma comparação direta com as espécies RNO e RPO deixa claro que, mesmo que as ordens de ligações sejam próximas de 2 em alguns casos, não há nenhum indício de que as ligações sejam duplas. A mudança na ordem de ligação ocorre devido ao aumento da carga positiva nos átomos de N e P devido ao efeito indutivo retirador de elétron do substituinte. Desta forma, o aumento na ordem de ligação ocorre devido ao aumento na contribuição iônica, mas que ocorre sem prejuízo do caráter covalente das ligações.

Chemical bonding is a central concept in chemical theory. In the last decades, computational tools such as Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), Electron Localization Function (ELF) and Natural Bonding Orbitals (NBO) have been used to investigate the electronic structure of several systems in an attempt to find an explanation for the phenomena observed experimentally. Among these phenomena are chemical bonds. Although its concept is old and well established, there are still many species whose bond's nature are not consensual in the literature. The NO and PO bonds in amine oxides and phosphine oxides are examples of bonds whose nature has been debated for a long time in the literature, and the use of computational chemistry tools can bring new insights into the real character of these bonds. This work, therefore, aims to study, using QTAIM, ELF, NBO and NRT methods, the electronic structure of amine oxides and their derivatives, R3NO, and their respective isomers, R2NOR, as well as the corresponding phosphine oxides, R3PO and R2POR. The molecules RNO and RPO are also studied, as they form a double bond between NO and PO, as well as a series of molecules whose bonds are models of covalent, ionic and covalent covalent bonds, for the purpose of comparison. Geometry analyzes revealed that the R3NO species are more stable than the respective R2NOR isomers when the substituents have an inductive electron-withdrawing effect. On the other hand, R3PO species are always more stable than their respective isomers, except when R = H, in which case the electronic energy difference between them is only 0.66 kcal.mol-1 . The energy difference between the isomers varies due to the effect of the substituent, which is very strong in R3NO, but little in R2NOR, as can be seen in the variation of the NO bond in the first case, which reaches 0.2 Å. This same effect is observed in PO bonds, but with less intensity. The results of QTAIM and ELF make it clear that NO bonds, in all cases, must be classified as polar covalent, regardless of the substituent. On the other hand, PO bonds must be classified as coordinative. This classification is based on a direct comparison with the model molecules studied in this work and a comparison with other works in the literature involving these types of bonds. In both the NO and PO cases, the effect of the substituent is not great enough to change the nature of the bond to the point of altering its classification. The NRT results, however, reveal that the substituent changes the binding order considerably. A direct comparison with the RNO and RPO species makes it clear that, even though the bond orders are close to 2 in some cases, there is no evidence of double bonds. The change in the bond order occurs due to the increase in the positive charge on the N and P atoms due to the electron-withdrawing inductive effect of the substituent. In this way, the increase in the bond order occurs due to the increase in the ionic contribution, but without prejudice to the covalent character of the bonds.