Soucis avec orbitales liantes et antiliantes

[invite9e701dfc]

a partir de la molécule 02

est ce que quelquun pourrait mexpliquer comment elles sont discernables

et a partir de leur diagramme energétique

svp je crois que je suis en train de tout mélanger

merci d'avance
-----

[invite9e701dfc]

svp repondez moi

car du coup je narrive pas a calculer les ordres de liaisons

[Novocaine]

Coucou mimine.
Une orbitale liante est une orbitale engagée dans une liaison. Une orbitale antiliante ne l'est pas. En faite on pourrait dire orbitale non liante..
Dans le diagramme on les représente par un *
Pour l'ordre de liaison, on fait un calcul simple: nombre d'éléctrons liants - nombre d'éléctrons "non liés" divisé par deux puisqu'une liaison comprend 2 éléctrons et l'ordre de liaison sert à déterminer le nombre de liaisons autour de l'atome
J'espère que ça va t'aider n'hésites pas à poser des questions sur des points précis..

[invite9e701dfc]

il ny pas de différence entre une orbitale non liante et antiliante et les électrons non appariés ???

sinon une question dans un recouvrement axial il ny pas d'orbitale antiliante mais dans un recouvrement latéral si ???

[A voir en vidéo sur Futura]

[Novocaine]

C'est quoi le problème avec les éléctrons non appariés ?
Sinon en ce qui concerne les recouvrements. Il y a recouvrement axial pour une liaison sigma et recouvrement latéral pour une liaison pi. Dans les deux cas c'est une orbitale liante qui est en jeu. Les autres éléctrons de l'atome ne font pas partis de la liaison; ils sont situés dans des orbitales antiliantes...
NB: Pour être précis, orbitale= probabilité de présence maximale de l'éléctron.

[invite3992a954]

Coucou mimine.
Une orbitale liante est une orbitale engagée dans une liaison. Une orbitale antiliante ne l'est pas. En faite on pourrait dire orbitale non liante..
Dans le diagramme on les représente par un *
Pour l'ordre de liaison, on fait un calcul simple: nombre d'éléctrons liants - nombre d'éléctrons "non liés" divisé par deux puisqu'une liaison comprend 2 éléctrons et l'ordre de liaison sert à déterminer le nombre de liaisons autour de l'atome
J'espère que ça va t'aider n'hésites pas à poser des questions sur des points précis..

Bonjour,

Prière de faire la distinction entre orbitales non-liantes (disons plutôt faiblement liantes ou faiblement anti-liantes), dont les électrons ne rentrent pas dans le calcul de l'indice (ou ordre) de liaison, et les orbitales anti-liantes, dont les électrons comptent pour -1/2 dans le calcul de l'indice de liaison (les électrons des orbitales liantes comptant eux pour +1/2 dans l'indice de liaison).

Quant à la correspondance entre schéma de Lewis et doublets non-liants d'une part et structure électronique obtenue par théorie des OM d'autre part, si on tient à faire cette correspondance, les doublets non-liants des schémas de Lewis correspondent soit à des orbitales anti-liantes de basse énergie soit à des orbitales liantes mais d'énergie pas trop basse soit à des orbitales non-liantes (faiblement liantes ou faiblement anti-liantes) à condition bien entendu qu'elles soient occupées par deux électrons.

Pour s'en tenir au cas de O2, on écrit son schéma de Lewis avec deux doublets non-liants en apparence équivalents mais la théorie des OM les distingue: l'un correspond à l'orbitale sigma anti-liante de plus basse énergie (issue en gros de la combinaison antiliante des orbitales 2s des deux atomes d'oxygène, l'écart d'énergie entre les orbitales 2s et 2p étant important), l'autre à l'orbitale sigma liante de plus haute énergie (issue en gros de la combinaison liante des orbitales 2p des deux atomes d'oxygène dont l'axe de symétrie est celui de la molécule). Et ceci bien que l'orbitale sigma liante de plus haute énergie ne soit pas la HO (en français: plus Haute orbitale Occupée; HOMO="Highest Occupied Molecular Orbital" en anglais), ce qui peut rendre la chose assez floue.

Pour tenter un éclaircissement disons que quand on écrit un doublet non-liant dans un schéma de Lewis, on indique par là que l'espèce peut-être une base de Lewis (cas particulier: base de Brönsted) et un nucléophile. Ci-dessus on fait correspondre l'orbitale sigma liante de plus haute énergie à un des deux doublets non-liants de O2 dans son shéma de Lewis, or cette orbitale est tout de même assez liante, ce qui est une explication parmi d'autres, et sûrement pas la meilleure, de l'absence totale de basicité et de nucléophilie de la molécule O2.

Une explication nettement plus simple et pertinente de l'absence de basicité et de nucléophilie de O2 repose simplement sur l'électronégativité de l'élément oxygène. En cas de réaction avec un acide de Lewis X+ ou de substitution nucléophile laissant un résidu X+ il se formerait une espèce dont le schéma de Lewis serait (çàd on oublie que O2 est en fait un biradical, avec deux demi-liaisons pi):

X-O(+)=O <-> X-O-O+ avec une charge partielle positive sur l'oxygène

hautement instable

Pour preuve, le radical-anion superoxyde (O2)°-, qui résulte de O2 par ajout d'un électron dans une des deux orbitales pi antiliantes équivalentes chacune occupée par un seul électron dans l'état fondamental de O2 (les deux HO) est parfaitement connu et indéfiniment stable dans des conditions ordinaires, comme par exemple dans le superoxyde de potassium KO2, solide ionique fait d'ions K+ et superoxyde, et ce radical-anion superoxyde est basique et nucléophile (ou réagit comme un radical).

Pour conclure, un bon cours de Chimie quantique (3ème année en général) et un cours avancé de réactivité chimique (4ème année en général) sont nécessaires pour comprendre les interactions entre O2 et un acide de Lewis ou un nucléophile, sachant quand même que la simple thermodynamique dit s'il y a réaction possible ou pas même sans l'expliquer (la thermodynamique ne s'occupe pas d'électronégativité même si elle en permet certaines définitions).

Bien à toi et à Mimine.

P.S.: Pour la petite histoire, une petite histoire très dérangeante au regard de ce qu'on apprend dans l'enseignement secondaire:
-la combustion dans l'oxygène du lithium métallique Li donne Li2O très stable
-mais la combustion toujours dans l'oxygène du sodium métallique donne esssentiellement Na2O2 le peroxyde de sodium et seulement un peu d'oxyde de sodium Na2O. Ceci s'explique par la modeste énergie réticulaire de Na2O d'une part et d'autre part par la bonne stabilité de la molécule O2
-quant à la combustion du potassium elle donne essentiellement KO2 avec un peu de K2O2

KO2 est un composé important et est fabriqué par combustion du potassium: il est utilisé pour fabriquer des masques permettant de respirer en atmosphère confinée (mine, en cas d'effondrement, sous-marin accidenté,...):

une molécule de O2 consommée par la respiration est transformée en une molécule de CO2

2 KO2 + CO2 + H2O -> K2CO3 + H2O2 + O2 et on ajoute un catalyseur permettant la décomposition de H2O2:

H2O2 -> H2O + (1/2) O2

bilan: 2 KO2 + CO2 -> K2CO3 + (3/2) O2

Pour finir, la première étape de la respiration cellulaire est la réduction de O2 en (O2)°-. Lui et surtout sa base conjuguée l'ion hydropéroxyde HO2° font l'objet de recherches approfondies entre autre car ils seraient en partie responsable du vieillisement, ainsi que de certains cancers, car ils peuvent directement ou indirectement endommager l'ADN, d'où les fameux traitements antioxydants (souvent à base de vitamine E).

[philou21]

Bonjour

un petit complément à ce que dit Tetrodotoxine :

dans une orbitale liante, la distribution des charges négatives des électrons par rapport aux charges positives des noyaux fait que les atomes sont attirés les uns vers les autres (d'ou la liaison)

dans une orbitale anti-liante, cette distribution des charges induit au contraire une répulsion des atomes (une espèce d'anti-liaison)

dans une orbitale non-liante, la distribution des charges est quasi sans influence sur l'attraction ou la répulsion des atomes entres eux.

en fait c'est bêtement un problème d'électrostatique...

cordialement

[invite9e701dfc]

je vous remercie tous de vos reponses

[Novocaine]

Je fais bien la distinction entre non liante et liante il n'y a pas de problème. En ce qui concerne les calculs il n'y a pas d'ambiguité puisqu'on ne considère que la dernière couche. Vous avez raison d'être précis cependant. Philou a bien expliqué le concept je pense.

Tetrodotoxine tu nous a pondu un joli post mais t'aurais peut être du ajouter la production d'O2 en tant que produit de photosynthèse, la création d'ozone par les UV et peut être une recette de coucous marocain non?

[invite3992a954]

Je fais bien la distinction entre non liante et liante il n'y a pas de problème. En ce qui concerne les calculs il n'y a pas d'ambiguité puisqu'on ne considère que la dernière couche. Vous avez raison d'être précis cependant. Philou a bien expliqué le concept je pense.

Il y a un forum Mathématiques du collège et du lycée. Dommage qu'il n'y ait pas l'équivalent en Physique-Chimie, classes préparatoires inclues .

Tetrodotoxine tu nous a pondu un joli post mais t'aurais peut être du ajouter la production d'O2 en tant que produit de photosynthèse, la création d'ozone par les UV et peut être une recette de coucous marocain non?

Je vois.

Etant électrochimiste, physico-chimiste de formation, je suis aussi bien placé qu'un biologiste pour savoir qu'il y a fort long du photon à O2.

Montre-nous donc ta culture générale, qui caractérise tout(e) chimiste digne de ce nom, et explique-nous d'où provient l'ozone présente au niveau du sol. Comme tu peux toujours te renseigner, je ne t'offrirai pas un dîner couscous marocain avec la personne de ton choix si tu répondais et juste .

A bon entendeur, salut.

[Novocaine]

Hèhè, salut!
Je ne mets pas en cause tes connaissances! Je pense juste que t'en as trop ajouté par rapport à la question initiale .. J'ai cependant pris plaisir à lire ta réponse et puis, un peu d'ironie ne fait pas d'mal. En tout cas, je ne voulais pas être désobligeant..

Parcontre ton idée de physique-chimie niveau prépa est pas mal...

Pour la formation de l'ozone au niveau du sol, je ne sais pas.

Bonne journée.