Orbitales p d'un atome et diagramme moléculaire

[oOCoCOo]

Bonjour,

Je travaille en ce moment sur les orbitales atomiques et les combinaisons entres elles pour former les orbitales moléculaires.
Pour les orbitales p, de ce que j'ai compris, elles peuvent se combiner si elles sont dans la même direction (x, y ou z). Côte à côte pour les directions x et y (liaisons pi et pi*) ou bout à bout pour la direction x (liaison sigma et sigma*). Ce qui fait 4 niveau d'énergie sur le diagramme moléculaire niveau p.
Est-ce que je me trompe quelque part ?

On représente souvent les orbitales p comme un huit avec une boucle colorée et une boucle vide. A quoi correspond ce code couleur ? Est-ce cela correspond aux spins (un électron de spin différent dans chaque boucle) ? Je ne comprend pas bien pourquoi une orbitale serait orientée dans un sens ou dans l'autre ?
Et surtout, si tous les niveaux du diagramme moléculaire sont remplis (pi, pi*, sigma, sigma*) cela sous entend que des orbitales px (par exemple) orientées différemment coexistent sur le même atome ?

Si vous avez une idée de ce qui cloche dans mon raisonnement, merci ! (ou si tout est à refaire )

oOCoCOo
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[Sethy]

Je réponds rapidement sur un point, la couleur des lobes.

En fait, l'orbitale (qui est une approximation) représente la zone dans laquelle l'électron a le plus de chance d'être présent.

Pour l'obtenir on prend le carré d'une fonction particulière appelée la fonction d'onde. Comme il s'agit d'un carré, et que la fonction d'onde est réelle, les valeurs sont toujours positives. Néanmoins la fonction d'onde elle-même peut être positive ou négative.

L'équation d'une orbital p ressemble au produit d'un terme radial r.exp(-r) (toujours positif) et de la fonction cos(phi) ou phi est l'angle par rapport à l'axe z. La fonction cosinus est positive de 0 à pi/2 et négative de pi/2 à pi. C'est ce signe que représente la couleur des lobes.

Il ne faut jamais perdre de vue que lorsqu'on construit une orbitale moléculaire, on commence par sommer les fonctions d'onde atomiques et qu'ensuite on élève le résultat au carré. Le résultat est donc différent si on met les lobes + du même côté ou pas. Dans un cas on obtient les fonctions liantes et dans les autres, le même résultat que dans le cas des fonctions antiliantes.

Dernier point, ça n'a rien à voir avec le spin, car la théorie dont est issue ce modèle n'intègre pas le spin (il est rajouté par la suite).

[oOCoCOo]

Merci !

Je vais potasser ces fonctions d'onde, il est vrai que je n'ai pas trop regardé les mise en équation.

[oOCoCOo]

Mais si le carré de la fonction d'onde correspond à un volume dans lequel l'électron a des chances d'exister, à quoi physiquement la fonction d'onde correspond ? Quelle soit négative ou positive ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

Ca fait presqu'un siècle que les physiciens se tapent dessus pour savoir de quoi il s'agit.

Autant que je sache, pour une partie d'entre eux, ce n'est qu'un objet mathématique dépourvu de sens physique (groupement dit "Ecole de Copenhague). Pour d'autres, elle a réellement un sens et une "existence" physique.

[oOCoCOo]

Très bien, je vais postuler que c'est comme ça, ça devrait suffire pour ce que j'ai à comprendre.

Merci