Theorie de l'hybridation et VSEPR

[invite71596c38]

Bonjour, je n'arrive pas bien a saisir ces théories.
Il me semble que la théorie de l'hybridation est un artifice qui vise a corriger la Combinaison linaire simple des Orbitales atomiques en prenant en compte les répulsions entre les électrons.
Cela permet donc de concilier la géométrie expérimentale de la molécule décrite par VSEPR et la théorie des CL des OA. Néanmoins s'applique t' elle uniquement aux molécules poly atomique ? Le fluorure d'hydrogène HF a si l'on ne tient pas compte de l'hybridation juste une orbitale de changée ( recouvrement latéral d'une 2p et d'une s). Mais il me semble que la molécule serait à un niveau d'énergie plus stable si l'on répartissait les doublets en tétraèdre ( comme le veut VSEPR) en arrangeant les orbitales. De même le diazote a t'il une structure sigma s liante, sigma s anti liante sigma p liante et 2 pi liantes ( ou sont passés les électrons des doublets extérieurs ?) ou bien avec une hybridation sp ? http://www.winter.group.shef.ac.uk/o...tar/index.html D'apres ce site les OA se melange mais il ne semble pas avoir d'hybridation franche. Je suis un peu perdu.
Merci
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[moco]

La théorie de l'hybridation est un bricolage habile proposé par Pauling pour expliquer pourquoi les liaisons autour des atomes C (et d'autres) forment entre elles des angles de 109°, 120° ou 180° entre elles, mais jamais 90° exactement comme le voudrait la théorie des orbitales atomiques px, py et pz. Il n'y a pas besoin d'imaginer une hybridation quelconque pour des molécules qui n'ont qu'une seule liaison comme N2 ou HF. Ou encore : tu peux imaginer n'importe quelle hybridation pour ces molécules. Cela n'entraîne aucune conséquence.

La théorie VSEPR est une théorie qui ne cherche pas à savoir si les doublets appartiennent à des orbitales atomiques hybridées ou non. Elle se désintéresse de l'éventuelle hybridation des orbitales atomiques qui interviennent pour former la liaison. Elle consiste à remplacer les doublets par des nuages électroniques qui se repoussent entre eux. C'est tout !

[invite71596c38]

Certes néanmoins on choisit l'hybridation en fonction de la forme de la molécule bien souvent indiquée par VSEPR si je ne m'abuse. Par ailleurs hybridation ou non l'orbitale sigma s liante du diazote a d'après le lien indiqué une composante de 2 p. Voila comment je le comprends dite moi si erreur il y a. Il existe plusieurs modèles pour décrire les molécules : Le premier est lewis qui repose sur le principe que le atomes veulent avoir la configuration du gaz rare le plus proche. Lui est rattaché la théorie VSEPR qui permet de décrire dans la plupart des cas la géométrie de la molécule. Toutefois ce modèle présente certaines imperfections. Ainsi il n'explique pas l'existence de molécules telles H2+ ou les propriétés du dioxygène (paramagnétique). La théorie des orbitales moléculaire ( ou de la liaison de valence mais peut être y a t'il une différence) permet d'y parer en raisonnant en terme de combinaison linéaire des OA qui se rearrangent. Ainsi le dioxygène n'a pas de véritables doublet non liants mais des électrons dans des orbitales qui n'influent pas sur la liaison sigma s et sigma antiliante s et deux électrons dans des pi anti liantes. Mais cette théorie parce qu'il me semble qu'elle néglige à première vue les interactions entre les électrons ne permet pas de comprendre la géométrie tétraédrique du méthane. Les OM résultantes étant équivalentes a celle qu'on AURAIT eu si il y AVAIT EU hybridation, cette artifice permet de faciliter la compréhension du phénomène. Toutefois il se pose a mon sens plusieurs problèmes:

On ne peut faire totalement dépendre l'hybridation de VSEPR qui indiquerait par exemple pour O2 une hybridation sp2. Comment déterminer à coup sur l'hybridation ( meme si l'on prend en compte le fait qu'une hybridation sp2 + conjugaison sera plus stable qu'une hybridation sp3 bien que les répulsions coulombiennes seront augmentées )

L'hybridation étant un modèle, pourquoi ne la pourrait on appliquer aux molécules diatomiques qui observent également un réarrangement de leur orbitales ( combinaison plus ou moins partielle)

HF et AX1E3 c'est à dire tétraédrique ( de facto linéaire bien sur) Les répulsions ne favoriseront elles pas des orbitales moléculaires comme celles qu'auraient donné une hybridation sp3

Si il n'y a pas d'hybridation pour N2 alors les OM et le diagramme montre qu'il n'y a pas deux DNL de part et d'autre de la molécule. Est ce vraiment le cas.

Pour H20 l'expérience montre qu'il y a des électrons non liants dans une p pure et dans une sp partiellement hybridée et non symétriquement dans une sp3. Je pense que c'est parce que c'est équivalent du point de vue des équations: le fait qu les électrons soient localisées dans des sp3 ou plus ou moins délocalisées dans la molécule revient a faire des CL. Il s'agirait donc de deux modèles différents mais équivalents.

Voila ou j'en suis en définitive quelles sont les collusions entre les modèles, comment choisir , et quelles sont les conditions d'applications de chacun d'eux.

Je vous remercie de votre reponse precedente et de votre attention

[moco]

Tu as très bien compris toute la théorie relative à l'hybridation et à la théorie VSEPR. Je te félicite.
Il faut bien se rendre compte que la théorie de l'hybridation est un bricolage qui ne se justifie scientifiquement que si les orbitales 2s et 2p sont au même niveau d'énergie, ce qui n'est rigoureusement le cas que pour l'atome H (où il n'y a pas d'électron 2s et 2p). J'espère que tu maîtrises assez les solutions de l'équation de Schrödinger pour t'en persuader. Dis-toi bien aussi qu'il existe des scientifiques qui nient l'existence des hybridations, et qui déterminent la nature et la géométrie du méthane en n'utilisant que des orbitales 2s et 2p du carbone, sans les hybrider. Cela va aussi, bien que la formation des liaisons soit beaucoup moins visible qu'avec les orbitales hybrides.
Pour HF et O2, il n'y a pas besoin d'imaginer des hybrides, qui ne sont toujours que des approximations utiles, je m'excuse de devoir le répéter. Pour O2, il est vrai que la seule théorie valable est celle des orbitales moléculaires, qui explique pourquoi l'oxygène est paramagnétique.
De toute manière, personne n'a jamais vu ni orbitale 2s, 2p, ni hybride sp3 ou autre. Tout ce qu'on peut déterminer par l'expérience c'est la forme d'une molécule, et la forme de la distribution électronique globale de tous les électrons dans un atome particulier.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite93bc74bf]

bonjour
pour la molécule de diazote je te conseille de faire un tour par ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Diagram...%C3%A9culaires pour trouver certaines réponses à tes interrogations.
de plus tu peux prédire le type d'hybridation au vu de la configuration de ta molécule. par exemple une molécule plane sera, si besoin, sp, l'atome central d'une molécule plane sera sp2 et celui d'une molécule tétraédrique sera alors sp3. encore une fois, il n'est pas toujours besoin d'utiliser l'hybridation pour expliquer la configuration d'une molécule.
en espérant t'avoir éclairé =)

[invite71596c38]

Fort bien,
Ainsi résumons la situation. L'hybridation est une approximation plus ou moins justifiée qui permet de faire correspondre un modèle simplifié de combinaison linéaire et la réalité géométrique expérimentale en prenant en compte (par l'intermédiaire de VSEPR) les interactions électrostatiques pour aboutir à la configuration la plus stable. Il s'agit donc de partir des données expérimentales afin de proposer une explication si besoin est (or il n'est pas pour O2). Mais est il possible de déterminer de façon déterministe si j'ose dire , par des équations, a partir de la théorie des OM la configuration électronique globale d'une molécule sans passer par la confrontation préalable au réel ? On montrerait si cela était par exemple que la configuration de O2 est telle et non deux oxygène sp2 et inversement pour le méthane . Et puis cela conditionne tout de meme la reactivité chimique. Si N2 a des doublets non liants aux extrémités ( conformément à VSEPR et à réarrangement des orbitales type sp2) il se comportera comme une base de Lewis contrairement au cas ou ces électrons serait repartis tout autour de la molecule.

Par ailleurs si il n'y a pas d'hybridation pour HF on se retrouve avec deux DNL en p pures et 1 DNL dans une 2S. N'y aura t'il pas pour des raisons de stabilité un réarrangement partiel des Orbitales avec une modification légère des niveau d'énergie.

[invite93bc74bf]

je n'en sais rien, et je préfère ne pas te raconter de betises ^^
bon courage !