Orbitale Moléculaire .. Pourquoi ?

[lemaniak]

Bien le bonjour ! Je suis en fac de médecine, et .... j'aurais une question ! Si quelqu'un a la réponse, ou une explication ce serait sympa !



Alors voilà, en physique, on a parlé d'orbitales atomiques, puis de leur fusion dont en résultent les orbitales moléculaires (par fusion des lobes ou non), et quand on dit qu'une OM est "non-liante", c'est qu'elle a un niveau d'énergie plus élevée, donc les electrons vont de préférence sur celle liante de moindre énergie, ça j'ai compris.

Mais ... si l'OM est non liante, il y a davantage de "plans nodaux" n'est-ce pas ? Or si il y a des plans nodaux (pas de fusion des lobes), la probabilité d'y trouver un électron est faible, donc peu de probabilité qu'il y ait rencontre donc répulsion donc énergie faible ..... ? Voilà je ne comprends pas pourquoi l'OM non liante a plus d'énergie alors qu'il y a peu de répulsion !


Merci de votre temps !

PS : Je ne me suis pas -encore- présenté car je suis timide ! Mais je le ferai ce soir !
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Deux orbitales qui "se touchent" sont géométriquement plus grands et permettent des modes pour l'électron de plus grande longueur d'onde, et donc, de plus faible énergie.
C'est le fondement de la liaison covalente et vous savez combien l'énergie pour briser cette liaison est grande.
Au revoir.

[Pixelvore]

Bonjour,

C'est implicite dans la réponse de LPFR mais il faut insister : une orbitale moléculaire c'est une forme possible de la fonction d'onde pour un électron soumis à l'attraction des noyaux uniquement. Pas encore de répulsion inter-électronique au stade où on calcule les orbitales moléculaires. L'idée de base c'est : je connais la fonction d'onde d'un électron soumis à l'attraction d'un noyau (elle fait un blob autour du noyau) ; j'en déduis que la fonction d'onde d'un électron soumis à l'attraction de deux noyaux A et B doit ressembler à un combinaison des blobs centrés en A et en B (c'est au moins vrai exactement quand les noyaux sont loin) : c1.blobA + c2.blobB. Et ces c1 et c2, on les détermine par résolution de l'équation de Schrödinger. Pour l'Hélium par exemple, on trouve soit c1 = c2 = 1 (liante) ou c1 = 1, c2 = -1 (anti-liante). (en vrai il faut diviser par pour normaliser, je le dis sinon on me le fera sans doute remarquer )
Donc comme le dit LPFR, l'orbitale anti-liante est plus énergétique parce qu'elle correspond à une "longueur d'onde" plus faible pour l'électron. La répulsion entre les électrons n'est introduite que plus tard dans le calcul d'une molécule : une fois qu'on a trouvé les orbitales moléculaires possibles, on suppose que les électrons dans la molécule les occupent une par une (*). Et là, on écrit l'énergie totale en tenant compte de la répulsion des électrons. On fait ça pour tout un tas de distances inter-nucléaires différentes, et ainsi on trouve que l'énergie totale est minimale quand les noyaux ne sont ni trop rapprochés, ni trop éloignés : ça donne la longueur de la liaison covalente. Et après on peut traiter de spectroscopie rotationnelle-vibratoire en faisant tourner et vibrer les noyaux autour de cette position d'équilibre.

En tout cas bien noter l'approximation faite en (*) : au lieu de résoudre directement le problème du mouvement de tous les électrons et tous les noyaux en interaction, on résout d'abord pour un électron en interaction avec tous les noyaux, ce qui donne les orbitales moléculaires possibles (premier paragraphe). Puis on suppose que les électrons ne sont pas corrélés : la solution pour deux électrons est proche du produit de deux solutions monoélectroniques (ce qui est exactement vrai seulement quand les électrons sont indépendants), et ensuite seulement on réintroduit la répulsion électronique dans les calculs une fois supposée la forme de la solution totale.

Au revoir !

[albanxiii]

Bonjour,

Je me souviens très peu des cours que j'ai eu en chimie théorique (c'était l'intitulé du cours)... surtout de l'irrépressible envie de rire à chaque fois que l'enseignant parlait de "méthode orbitalaire".
Mais l'essentiel pour répondre à la question a été dit.

@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[lemaniak]

Que de cerveaux ! Je vais retenir la concision de LPFR !

Merci de vos réponses, en tout cas, ça va un mieux pour la "méthode orbitalaire" !! Et merci Pixelvore pour ton développement, on sent que tu maitrise le sujet

Bonne soirée à vous.

[velosiraptor]

Ah, tiens, j'avais jamais fait gaffe à cette fameuse méthode d'orbitalaire. C'est malin, maintenant je pourrais plus m'empêcher de me marrer .........