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Orbitales moléculaires



  1. #1
    EL RUF

    Orbitales moléculaires


    ------

    BONJOUR À TOUS,
    Je voudrais savoir si l'un d'entre vous pouvait m'indiquer une doc accessible sur les orbitales moléculaires; je n'arrive pas à trouver des infos claires,faisant le lien entre les OA et les OM! par ex,qui peut m'expliquer (le moins" mathématiquement" possible!)ce qu'est une combinaison linéaire de 2 OA?
    Merci d'avance

    -----

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  3. #2
    aNyFuTuRe-

    Re : Orbitales moléculaires

    Au commencement étaient les atomes: des noyaux entourés d'électrons. Ces derniers (les électrons) ont de très fortes chances d'être quelque part autour du noyau. Où précisément, je ne puis le dire mais en tout cas l'espace occupé par ces électrons doit se voir en terme de probabilité de présence. Tout ce bagage peut se résumer derrière le concept d'OA ou Orbitales Atomiques.
    Une orbitales atomique (une 1s par exemple pour l'électron de l'hydrogène) n'est autre qu'une fonction mathématique qui, lorsqu'on prend son module au carré, prend une signification: la probabilité de présence dont je parlais précedemment. Elle permet par ailleurs de spécifier l'extension spatiale de cette probabilité de présence: l'électron sera t'il, de manière plus ou moins probable, proche ou loin du noyau...

    Une fois que l'on connait l'extension spatiale des OA et donc grossièrement de la portée des électrons d'un atome, on peut s'interroger sur l'essence de la liaison chimique. Qu'est ce que la liaison chimique ?

    Naïvement, on dit que c'est une mise en commun d'électrons. Dans la théorie des OM (a opposer à la théorie du lien de valence), il s'agit d'un "mix" de fonctions d'onde atomiques, les OAs: on les mélange, on fait des combinaisons linéaires de ces OA pour déterminer les Orbitales moléculaires résultantes de ce mélange.

    En gros, les combinaisons linéaires d'orbitales atomiques doivent être vu comme intuitives: j'ai 2 atomes et je veux former une molécule diatomique. Le plus simple, comme pour les lego, c'est d'emboiter les deux atomes (donc les deux OA). Emboiter c'est faire des combinaisons linéaires d'OA pour former une plus grosse structure: une OM décrivant cette fois la probabilité de présence des électrons délocalisés sur la molécules et non plus autour du noyau.

    J'espère que cette explication rapide et sans formalisme te conviendra...
    « la sensation varie comme le logarithme de l'excitation ». loi de Weber-Fechner

  4. #3
    EL RUF

    Re : Orbitales moléculaires

    Merci,pour ces précisions,mais j'aimerais éclaircir certains points:
    La doc que j'ai lue évoque :
    -L' OM de type sigma s ou p ( liante et antiliante) résultant du recouvrement axial de deux OA de type s ou p
    -L'OM de type pi (liante et antiliante) résultant du recouvrement latéral de deux OA de type p
    Le problème est que je n'arrive pas à visualiser et à comprendre ce mécanisme de recouvrement(axial et latéral?) ;Concrètement, comment, par ex, fusionnent 2 atomes d'hydrogène et surtout comment se forme l'OM obtenue à partir de 2 OA de type 1s !
    Je n'arrive pas à trouver une doc suffisamment explicite pour le profane que je suis!Merci d'apporter vos lumières!

  5. #4
    aNyFuTuRe-

    Re : Orbitales moléculaires

    Citation Envoyé par EL RUF Voir le message
    Le problème est que je n'arrive pas à visualiser et à comprendre ce mécanisme de recouvrement(axial et latéral?) ;Concrètement, comment, par ex, fusionnent 2 atomes d'hydrogène et surtout comment se forme l'OM obtenue à partir de 2 OA de type 1s !
    Il n'y a pas réellement de mécanisme, le recouvrement, qu'il soit axial ou latéral, est une necessité théorique.
    J'ai 2 atomes d'hydrogène. Les seules orbitales à considérer sont les deux 1s (1sa et 1sb i.e une pour chaque atome).
    Une OA 1s a une symétrie sphérique, en gros c'est une boule. Lorsque deux atomes d'hydrogène arrivent à une distance suffisamment proche l'un de lautre, il va se former la molécule H2.
    Comment ? Les deux OAs (donc en fait les électrons) vont modifier leur position dans l'espace du fait de l'attraction mutuelle des noyaux, il va s'établir une liaison chimique entre les deux Atomes d'hydrogène. C'est cette modification de la probabilité de présence des électrons dans l'espace qui est décrite par les OM qui se forment.

    Jusque là, j'expliquais essentiellement les concepts qui se cachent derrière la formation de H2. En terme plus formel, on en revient à la combinaison linéaire d'OA pour former des OMs (et ceci est une approximation!)

    Pour que je sois plus précis et pour réellement comprendre où tu bloques, peut-être pourrais tu m'indiquer le document auquel tu fais référence ? À quelle niveau d'étude es-tu ?
    « la sensation varie comme le logarithme de l'excitation ». loi de Weber-Fechner

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    HarleyApril
    Modérateur

    Re : Orbitales moléculaires

    bonjour

    regarde les petits dessins dans ce cours ...
    http://www.math.jussieu.fr/~jarraud/...1_c_43orb_mol/

    cordialement

  8. #6
    EL RUF

    Re : Orbitales moléculaires

    Merci, je vais potasser ces éléments (la dernière doc en particulier)
    Quant à mes sources,elles sont plûtot limitées:
    Un abrégé de chimie minérale(Masson 3 ème édit 1985-GERMAIN-MARI-BURNEL) + quelques docs internet.
    J'ai par ailleurs, quelques notions de chimie mais suis totalement novice dans le domaine des mécanismes de la liaison chimique covalente!
    En fait,j'aimerais accéder aux notions d'hybridation et à celles liées aux modalités de la liaison chimique(en particulier, la chimie des complexes) . C'est la raison pour laquelle,il me faut comprendre les orbitales moléculaires!
    A plus!

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  10. #7
    EL RUF

    Re : Orbitales moléculaires

    J'ai consulté les dessins symbolisant les différents cas de recouvrement d'OA conduisant aux OM! Mais, que représentent les signes + et - des schémas d'OM donnés?

  11. #8
    aNyFuTuRe-

    Re : Orbitales moléculaires

    Les OM/OAs sont des fonctions mathématiques bien particulières. Le + et le - signifient que la fonction d'onde associée est positive ou négative dans cette région de l'espace.
    En général, il y a un changement de signe de la fonction de part et d'autre de points appelés points nodaux (ou la densité de probabilité est nulle).
    Mais ces signes ne changent rien à la signification physique en terme de probabilité de présence des électrons: on élève par la suite ces fonctions au carré.

    Il est intéressant de savoir si la densité est positive ou négative dans telle ou telle région de l'espace lorsque l'on considère le recouvrement de plusieurs OAs: le recouvrement entre OA de même signe est stabilisant alors qu'entre OAs de signes opposés il est déstabilisant (en terme énergétique).

    Tout ceci doit être expliqué dans un cours d'orbitales moléculaires.
    « la sensation varie comme le logarithme de l'excitation ». loi de Weber-Fechner

  12. #9
    EL RUF

    Re : Orbitales moléculaires

    Bien les amis ,je vais reprendre depuis le début parce que j'aimerais vraiment comprendre(je ne demande pas la lune!)juste un petit peu !
    Le chapitre évoquant les OM,part de la situation la plus simple possible(dixit l'auteur):l'ion H2+ , c à d 1électron+2protons .
    Il précise que les 2 protons Ha et Hb sont à une distance de 1,06A et que l'électron (1s) pourrait exister dans une OA autour de Ha de même qu'autour de Hb.
    Ensuite ,l'auteur évoque la recherche de l'orbital de cet electron comme 1 combinaison linéaire des 2 orbitales atomiques:en gros,que se passe t-il,quand les 2 atomes se rapprochent?
    Puis il parle de 2 volumes représentant les orbitales Ha et Hb qui fusionnent et que du coup,2 situations se révèlent possibles:
    1° la densité de probabilité est la plus grande entre les 2 noyaux et une orbitale moléculaire liante est crée(sigma 1s)
    2°la densité de proba est nulle au milieu des 2 noyaux et par conséquent,les 2 noyaux ne sont pas liés et l'orbitale est dite antiliante(sigma*1s)
    Et sa conclusion est que seule ,l'orbitale liante,explique la formation de H2+.
    Voilà,les éléments dont je dispose pour comprendre; Or,je ne vois pas
    déjà,pourquoi et comment, les 2 situations sus-visées sont possibles? L' électron à priori est attiré par les 2 protons qui eux mêmes se repoussent!.
    À l'aide merci.`

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