La molécule AH

[Kerotzen]

Bonsoir,
je viens de lire un cours de chimie sur internet où ils introduisent pour la 1ère fois la notion d'OM non liantes et j'aimerai bien que quelqu'un m'éclaircisse quelques points pour pouvoir passer aux exercices.
Voici le paragraphe concerné :

On considère une molécule de type AH, A étant un atome dont la couche de valence est
constituée de 4 OA 2s et 2p.
La liaison est prise selon l’axe z .
Les OM sont des combinaisons linéaires de 5 OA numérotées selon
1s(H) 2s(A) 2pz(A) 2px(A) 2py(A)
1 2 3 4 5
On écrit le déterminant associé à ce système avec l’approximation ESij << Hij (i ≠ j) et en
remarquant que Si4 = Si5 = 0, d’où Hi4 = Hi5 = 0 quel que soit i.

Hi4= Hi5=0 ,c'est grâce à l'approximation de Mulliken?

(après le calcul d'in déterminant) Ce déterminant a pour solutions évidentes H44 = E et H55 = E, traduisant le fait que les OA px et py n’ayant aucun recouvrement avec 1s(H) restent inchangées

Ceci veut dire que l'énergie initiale des orbitales est E ? (c'est une généralité?)

elles donnent des OM non liantes, n_pi(on pourra aussi appeler ces OM 2px et 2py) identiques
à ce qu’elles étaient dans l’atome A isolé.

Donc d'après ce que j'ai compris: il n'ya pas de recouvrement entre 1s de H et 2px et 2py de A donc , les OA 2px et ne vont se lier à rien, donc elles seront des OM non liantes .C'est juste?
Donc on aura deux OM 2px , 2py et une troisième OM qui sera en fonction de 1s(H) 2s(A) et 2pz(A).C'est çà ?

Cependant, pour construire de façon rapide et qualitative le diagramme orbitalaire
(Fig. 19), on peut effectuer une hybridation préalable sp en remplaçant 2s et 2pz par les deux
combinaisons normalisées 2s + pz et 2s - pz : figure http://www.lct.jussieu.fr/pagesperso...iatomiques.pdf page 26 ( en bas de la page)

Dans la figure,je n'ai pas compris pourquoi placer 2px face à 1s(H) et 2py(A) en haut ( j'ai compris que n_pi signifie le cas où on aura des OM non liantes mais pourquoi le choix de 2px face à 1s(H) et 2py(A) en haut alors que 2px et 2py auront la même énergie à ce que je pense est différente de 1s(H)?

L’une de ces hydrides « pointe » en direction de H et se recouvre fortement avec son OA pour
donner les OM σ et σ*. L’autre ne se recouvre que faiblement et pourra être considérée
souvent comme « quasi non-liante », nσ dans la Fig. 18.

Les hybrides donnent toujours lieu à des OM non liantes?
J'avais compris auparavant lors d'un autre cours que pour l'OM sigma c'était un recouvrement axial entre 2pz et 1s(H) ( pour HF) et maintenant je trouve que c'est du à un recouvrement axial entre 1s(H) et le mélange entre 2s(F) et 2pz(F), là je suis complétement perdue Pourriez vous m'éclaircir?

Merci d'avance
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[moco]

Je n'ai pas toujours compris ce que tu nous explique. Je réponds là où j'ai compris, et que je recopie en italique

Donc d'après ce que j'ai compris: il n'ya pas de recouvrement entre 1s de H et 2px et 2py de A donc , les OA 2px et ne vont se lier à rien, donc elles seront des OM non liantes .C'est juste?

Oui. C'est juste.

Donc on aura deux OM 2px , 2py et une troisième OM qui sera en fonction de 1s(H) 2s(A) et 2pz(A).C'est çà ?

Les orbitales moléculaires seront probablement faites de la 1s de H et d'une hybride 2s et 2pz de A. Je reprends ce problème plus bas.

Cependant, pour construire de façon rapide et qualitative le diagramme orbitalaire
(Fig. 19), on peut effectuer une hybridation préalable sp en remplaçant 2s et 2pz par les deux
combinaisons normalisées 2s + pz et 2s - pz : figure http://www.lct.jussieu.fr/pagesperso...iatomiques.pdf page 26 ( en bas de la page)

Ta référence de Jussieu ne possède pas de page 26. La première page est la page 55 !!

Dans la figure,je n'ai pas compris pourquoi placer 2px face à 1s(H) et 2py(A) en haut

Je n'ai pas réussi à voir ta figure, mais peu importe. Il se trouve qu'il faut à peu près la même énergie pour extraire un électron du niveau 1s de l'atome H que pour extraire un électron de l'atome A, qui pourrait être un atome de carbone. Donc le niveau 1s de H est à peu près au même niveau que celui de 2pz de l'atome A. Donc l'orbitale 1s de H et 2pz de A peuvent former une orbitale liante sigma si elles s'ajoutent (et une sigma* si elles se soustraient). Et elles le font d'autant mieux que leurs niveaux sont proches.

J'avais compris auparavant lors d'un autre cours que pour l'OM sigma c'était un recouvrement axial entre 2pz et 1s(H) ( pour HF) et maintenant je trouve que c'est du à un recouvrement axial entre 1s(H) et le mélange entre 2s(F) et 2pz(F), là je suis complétement perdue Pourriez vous m'éclaircir?

Ces deux interprétations ne sont pas contradictoires. Les deux sont justes. L'introduction des hybrides aide à faire comprendre la nature de la liaison. Tu peux imaginer que l'atome A fait une hybridation avec 2s et 2p, ou qu'il n'en fait pas. Quand il n'y a qu'un atome H lié à A, cela ne fait aucune différence. C'est quand il y a deux ou plusieurs atomes H liés à A que les hybrides des 2s et 2p aident à faire comprendre la géométrie moléculaire.

Dans ton cas, avec 1 H et 1 A, la liaison sigma peut être considérée comme formée de la 1s de H et de la 2pz de A. Mais tu peux aussi imaginer que cette liaison sigma est formée de la 1s de H et de l'hybride sp, ou sp2 ou sp3 de l'atome A. Rien ni personne ne peut te prouver que l'un est préférable à l'autre, tant qu'il n'y a pas de 2ème ou 3ème atome H lié à A.

[Kerotzen]

Bonjour,merci pour votre réponse.
Pour les pages, c'est la page 26 du Pdf( et page 80 selon sa numérotation) Comme vous pourrez voir, 1s et du même niveau énergétique que 2px mais au même temps,on voit que les OM non liantes npi( npx et npy) ont un niveau énergétique plus haut,chose que je ne comprends plus ( le même OA 2px a un niveau énergétique près de 1s puis en tant que OM non liante( c'est à dire qu'il est inchangé) il a une autre énérgie))

Un dernier point, vous avez dit que pour l'hybridation,il se peut y'avoir sp ou sp2 ou sp3, ce qi veut dire mélange de 2s(A) avec 2pz(A) = sp, mais pour sp2 et sp3 c'est quoi?

Merci d'avance

[Kerotzen]

Et une dernière question pour conclure, dans le même diagramme (page 80): j'ai vu qu'il y'a 4 éléctrons sur npi mais normalement on a deux électrons sur npx et 2 électrons sur npy, est ce que pour les représenter, on représente 4 électrons sur npi comme dans la figure? ( on ne représente par chaque 2 séparément? )

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kerotzen]

En effet,pour la distribution des électrons dans le diagramme,je pense que je n'ai pas compris.
Si H contribue avec 1 électron et dans 2s(A): 2 électrons, 2px : 2 électrons, 2py : 2 électrons ,2pz : 2 électrons, dans la liaison sigma on a deux électrons (l'un provient de H l'autre de 2pz) puis pour nsigma il y'a deux électrons: l'un provient de 2pz l'autre provient de 2s(A), et que dire de l'autre éléctron de 2s(A) ??

[HarleyApril]

Et une dernière question pour conclure, dans le même diagramme (page 80): j'ai vu qu'il y'a 4 éléctrons sur npi mais normalement on a deux électrons sur npx et 2 électrons sur npy, est ce que pour les représenter, on représente 4 électrons sur npi comme dans la figure? ( on ne représente par chaque 2 séparément? )

En effet, usuellement, on met npx et npy côte à côte (même niveau énergétique) et deux électrons dans chaque case.

Cordialement

[HarleyApril]

En effet,pour la distribution des électrons dans le diagramme,je pense que je n'ai pas compris.
Si H contribue avec 1 électron et dans 2s(A): 2 électrons, 2px : 2 électrons, 2py : 2 électrons ,2pz : 2 électrons, dans la liaison sigma on a deux électrons (l'un provient de H l'autre de 2pz) puis pour nsigma il y'a deux électrons: l'un provient de 2pz l'autre provient de 2s(A), et que dire de l'autre éléctron de 2s(A) ??

un électron de 2s(A) ou un électron de 2px(A) va s'apparier avec l'électron de H (on ne sait pas lequel car ils se retrouvent tous sur les orbitales sp et on ne sait pas les distinguer)
tous les autres électrons de A se retrouvent dans les orbitales n

Cordialement

[Kerotzen]

un électron de 2s(A) ou un électron de 2px(A) va s'apparier avec l'électron de H (on ne sait pas lequel car ils se retrouvent tous sur les orbitales sp et on ne sait pas les distinguer)
tous les autres électrons de A se retrouvent dans les orbitales n

Cordialement

Mais pourquoi sur la figure on a deux électrons dans nsigma alors que normalement il en reste 3 ?( on a utilisé un électron pour sigma de 2s ou 2pz avec 1 électron de H,donc il reste 3 électrons pour sp ( 2 dans pz par exemple et 1 pour 2s si on suppose que c'est l'electron de 2s qui s'est mélangé avec l'électron de H))

[Kerotzen]

Une autre question svp: 2 OA qui sont hybridés ont nécessairement la même symétrie?

[HarleyApril]

Si tu comptes qu'il restait trois électrons pour nsigma, alors A était un gaz rare et il ne fait pas de liaison avec H.
Dans l'exemple, A a la structure électronique d'un halogène.

cordialement

[HarleyApril]

Une autre question svp: 2 OA qui sont hybridés ont nécessairement la même symétrie?

Quand on hybride s avec p, elles n'ont pas la même symétrie.
L'orbitale sp n'a pas non plus la même symétrie que la s.
C'est évident lorsqu'on regarde leur formes.

Cordialement