Bonsoir,
je voudrais savoir ce qui est à l'origine des orbitales hybrides, type sp. Je voudrais connaître la raison physique de leur existence. En effet, puisque par définition chaque orbitale a un niveau d'énergie caractéristique, pourquoi s et p se mélangent ? Existe-t-il des cas où s et p ne s'hybrident pas ?
merci d'avance
Les orbitales hybrides sont une invention de Linus Pauling, qu'on considère un peu comme le pharaon de la chimie moderne. Il a iinventé tout seul l'idée que les orbitales s et p peuvent se combiner par addition, afin d'expliquer la distribution des atomes dans l'espace dans une molécule donnée. En effet, avec les seules orbitales 2s et 2p, on a beaucoup de peine à expliquer comment l'atome de carbone s'y prend pour avoir 4 liaisons dirigées selon les directions des sommets du tétraèdre dont C occuperait le centre. Tandis que si on prend les formes mathématiques des fonctions d'onde qui décrivent les orbitales s et les 3 orbitales p, et qu'on les additionne de manière adéquate en additionnant parfois et en soustrayant à d'autres fois, on trouve des nuages électroniques qui se dirigent exactement dans la direction où se trouve les atomes H de CH4. C'est peut-être un coup de chance. Mais cela marche. Et cela a contribué à assurer la célébrité de Pauling, dont il faut peut-être rappeler qu'il a reçu deux prix Nobel.
Pauling a également imaginé d'autres hybridations, avec une orbitale s et seulement 1 ou 2 des orbitales p. Tu connais ce qu'il en est, j'espère.
Pour compléter la réponse très claire de moco :
Les orbitales atomiques 2s et 2p ne représentent pas la réalité, elles sont un outil descriptif, avec le fait que les orbitales de type p soient orthogonales les unes avec les autres. Tu peux d'interroger sur la nécessité de cette contrainte ou non. Donc les orbitales hybrides sont simplement un autre jeu d'orbitales, non orthogonales cette fois-ci.
Nox
Nox, ancien contributeur des forums de maths et de chimie.
Bonjour;
je veux savoir comment ce fait que dans la molécule de Pyrrole et du Furanne, l'Azote et l'Oxygène seras a l'etats hybridé.
Plus concrètement, les orbitales hybrides correspondent à un changement de base. D'habitude on part des orbitales atomiques, on distingue donc orbitale s et p. Mais avec les orbitales hybrides, on fait une rotation de ces orbitales pour qu'elles aient une forme particulière dans l'espace.
Le seul truc, c'est que ces orbitales n'ont pas d'énergie associée car elles ne sont fonction propre d'aucun hamiltonien (ni celui de l'atome, ni celui de la molécule complète). On a juste fait une transformation mathématique de la base dans laquelle on travaille pour que ce soit "plus facile" de voir certaines choses.
Mais comme ça a été dit, ce n'est pas forcément si facile car la base n'est plus orthogonale, ce qui complique énormément le traitement mathématique derrière. EN général, il faut passer à des approches dites Valence Bond et on doit quitter le dogme monoélectronique qui est très utilisé en chimie à la fac et dans des approches scientifiques type DFT.
