Diagramme d'énergie de O2 par la méthode C.L.O.A.

[citron_21]

Bonjour à tous,
je cherche à bâtir le diagramme d'énergie par la méthode C.L.O.A.
Mais je me pose quelques questions :
- Est-il nécessaire de chercher les coefficients de la combinaison linéaire pour construire le diagramme ?
- Après avoir déduit les électrons de valence de O (2s²2p⁶), comment savoir quelles OA sont combinées pour construire O₂ par la méthode C.L.O.A. ?
- Peut-on connaître le type d'OM formées avant d'avoir effectué tous les calculs pour trouver l'expression de l'OM en fonction des OA et de l'intégrale de recouvrement ?

Merci beaucoup de me répondre
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[citron_21]

up svp
juste pour m'orienter sur la méthode à adopter au début de la C.L.O.A.

Merci d'avance

[invite424fcbe6]

Si j'ai bon souvenir , il faut remplir l'orbitale sigma puis pi ensuite l'orbitale pi* et en dernier l'orbitale sigma *

[curieuxdenature]

Bonsoir Citron21

ça tombe bien, depuis plusieurs jours je suis en train d'essayer de potasser ce modèle et j'ai retenu cette méthode.
Cela m'a tout l'air d'être correct pour la 2eme colonne du tableau des éléments.

La méthode c'est surtout de combiner les orbitales par force de liaison.
Force maxi sur le même axe, ici celui des z, par convention je présume, qui fera des Sigma. Et les orbitales s bien sûr, qui sont toujours maximum.

Ensuite les axe x et y , moins fortes parce que paralléles entre elles.

Apparemment, les molécules diatomiques de ce genre doivent être construites autour d'un axe fantome, ça veut dire qu'aucun des 2 atomes n'est le centre de la molécule mais qu'ils sont chacun à même distance d'un point milieu.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nox]

Bonsoir à tous,

J'essaie de faire quelque chose de clair demain soir sur ce sujet, mais je manque un peu de temps ce soir.

Bonjour à tous,
je cherche à bâtir le diagramme d'énergie par la méthode C.L.O.A.
Mais je me pose quelques questions :
- Est-il nécessaire de chercher les coefficients de la combinaison linéaire pour construire le diagramme ?
- Après avoir déduit les électrons de valence de O (2s²2p⁶), comment savoir quelles OA sont combinées pour construire O₂ par la méthode C.L.O.A. ?
- Peut-on connaître le type d'OM formées avant d'avoir effectué tous les calculs pour trouver l'expression de l'OM en fonction des OA et de l'intégrale de recouvrement ?

Merci beaucoup de me répondre

Tout dépend de ce que tu veux faire, bien sûr. Pour faire un diagramme complet d'OM, il faut du temps, de la puissance de calcul pour déterminer les coefficients et tout ça. Bref ce sont des labos entiers qui s'y intéressent ! Donc je suppose que tu veux ici faire un diagramme qualitatif. qui donne cependant déjà un très bon aperçu.

Donc nul besoin de calculer les coefficients, il faut seulement que le poids de chaque OA est intimement relié à son énergie, et au recouvrement qu'elle va pouvoir avoir une autre OA (ceci est au coeur des problèmes de symétrie évoqués).
Prenons par exemple l'interaction entre deux OA de type s (pour éviter les problèmes de symétrie puisqu'elles sont très symétriques), mettons la 2s de l'oxygène et la 2s du carbone, si on s'intéressait à la construction du diagramme d'OM de CO. La 2s de l'oxygène va avoir une énergie légèrement plus basse que la 2s du carbone (l'oxygène est plus électronégatif). Comme vous le savez sans doute, 2 OA vont donner 2 OM, a priori une liante et une antiliante. La liante va avoir une énergie plus basse que chacune des 2 OA dont elle est issue. Le coefficient de l'oxygène dans la liante va être plus grand que celui du carbone, car la liante est plus proche en énergie de la 2s de l'oxygène que de la 2s du carbone. L'inverse est comme vous pouvez vous en douter vrai pour l'antiliante.

A bientôt pour les considérations de symétrie !

Si vous voulez un très bon ouvrage sur le sujet, jetez un coup d'oeil sur le Y. Jean et F. Volatron, Structure électronique des molécules (en plus c'était mon prof )

Cordialement,

Nox

[Nox]

Bonsoir,

Comme promis, quelques éléments sur la symétrie. Je précise tout d'abord que je considère ici des cas simples comme les diatomiques homonucléaire dont la symétrie est assez intuitive. Des études sur d'autres groupes de symétrie sont possibles, mais limitons nous à ce cas "simple" pour l'instant, la complication est alors beaucoup plus simple à surmonter ensuite selon moi.

Alors on considère toujours notre molécule de dioxygène. Les orbitales atomiques sont centrées soit sur l'atome d'oxygène de gauche, soit sur celui de droite si on la trace sur un axe horizontal sur notre feuille de papier. Pour que deux OA interagissent, elles doivent présenter un recouvrement non nul. Or comme vous le savez les OA de type p ne sont pas totalement symétriques (d'où la présence des hachures sur un des lobes). Mais par rapport à quoi ? Considérons l'axe internucléaire, qui est l'élément de symétrie le plus intuitif. On le nomme z selon la convention. Les axes x et y sont donc dans un plan perpendiculaire. Considérons la 2s sur l'oxygène de gauche : avec quelles OA de l'oxygène de droite va-t-elle interagir ? On néglige l'interaction avec la 1s beaucoup plus basse en énergie, donc l'interaction, inversement proportionnelle à la différence d'énergie, est très faible. On peut utiliser le même argument pour dire que la 2s ne va pas interagir avec les 2p, c'est ce qui est souvent fait en première approximation, on parle de diagrammes non corrélés. On se retrouve alors dans le cas simple traité hier. A noter que pour des molécules comme le dibore ou le diazote par exemple, la différence d'énergie n'est pas assez grande, et une telle hypothèse est erronée, on trace alors des diagrammes corrélés, un peu plus compliqués à mettre en oeuvre.
Mais même pour de tels diagrammes certains orbitales n'interagissent pas entre elles de manière rigoureusement à cause d'éléments de symétrie. Par exemple, la 2s de l'oxygène de gauche ne va pas interagir avec la 2p_x de l'oxygène de droite, car le recouvrement entre la 2s et la partie de la 2p_x à x<0 compense exactement celui entre la 2s et la partie à x>0 de la 2p_x. Le recouvrement total va donc être nul.
De même, même si un peu plus difficile à voir, la 2p_x d'un oxygène ne va pas interagir avec la 2p_y de l'autre du fait d'un compensation analogue.

En revanche les 2p_z peuvent interagir avec les 2s de l'autre oxygène, ce qui complique les diagrammes corrélés, et qui est négligé dans les non corrélés.

J'espère avoir pu donner quelques éléments permettant de comprendre le rôle de la symétrie, je ne prétends pas me substituer à un ouvrage, mais j'ai conscience que certains d'entre vous n'ont pas le temps de se plonger dans la théorie des groupes pour maîtriser de fond en comble les questions de symétrie, et que pour autant il faut avoir quelques rudiments pour saisir un peu la construction des diagrammes d'OM.

Cordialement,

Nox