Creation d'une table de symétrie des OA

[invite7ded0453]

Bonjour,
Mon problème est de comprendre comment remplir une "table de symétrie d'une OA"...
Par exemple pour l'OM : H-F dans un axe Ox,y,z
pour remplir le tableau je sais que je dois faire ressortir les orbitales atomiques pertinentes, ici : H : 1s et F : 2s , 2p
C'est là que ça ce complique (pour moi), savoir si telle ou telle OA est symétrique ou antisymétrique avec les plans de symétrie xz et yz ? Dois je regarder a partir de l'OM H-F (J'ai un schéma avec les 2 atomes dans le plan Ox,y,z) ou il faut le calculer ?

J'espère que vous comprendrai ce que j'essaye d'expliquer, j'ai l'impression que tout ce mélange dans ma tête...
Merci d'éclairer ma lanterne
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[Resartus]

Bonsoir,
Quelques éléments de réponse, en espérant qu'ils peuvent vous aider :
Je suppose qu'on place la molécule HF sur l'axe Ox
a) les orbitales s possédent la symétrie maximum (tous les plans passant par la droite Ox)
b) les orbitales px idem
c) les orbitales py (resp. Pz) ont un plan de symétrie (plan oxy (resp Oxz) et un plan d'antisymétrie Oxz (resp Oxy) (car les deux lobes ont des signes opposés)
A cause de l'antisymétrie, les hybridations ne peuvent pas exister entre les orbitales s et py resp pz. Par contre elles sont possibles entre s/s s/px Px/Px donnant des orbitales sigma, et entre les py/py et Pz/pz donnant des orbitales pi.

Nb: Pour les molécules symétriques, il y a aussi un plan de symétrie Oyz, mais non pertinent pour votre question (du moins je suppose).

[invite7ded0453]

Merci de ta réponse @Resartus
- La molécule HF est dans l'axe Oz mais cela change pas grand chose je pense.
- a) On peut affirmer que les Orbitales s ont la symétrie maximum car elles sont a l'origine de la liaison entre H-F ? Es-ce exacte pour toutes les molécules ? (CO2 ou les A-A)
- b) On est d'accord
- c) Que signifie pour toi "resp" ? J'arrive pas a comprendre ce qui est symétrique (ou non) avec quoi ? Symétrique en fonction des différents axes ?
- S/S, S/Px, Px/Px donne des orb. Sigma et Py/Py, Pz/Pz donne des orb. pi. C'est toujours le cas ?

Merci d'avoir pris du temps pour me répondre !

[Resartus]

Je crois comprendre en effet qu'il y a de plus en plus de gens qui préfèrent utiliser Oz comme l'axe qui a la plus grande symétrie (bien qu'on trouve encore des livres -ou des profs- qui utilisent Ox). Je vais utiliser oz dans la suite.
Je suppose (peut-être à tort) que tu n'en es pas encore à devoir déterminer le groupe de symétrie complet d'une molécule comme on te le demandera dans quelques mois/années ... et je me contente de généralités "intuitives" sur les cas que tu as cité de molécules biatomiques (et OCO, à condition de déjà savoir qu'elle est linéaire) ,et sans aborder les orbitales d.


1) Les orbitales s sont sphériques, donc tout plan passant par leur centre est un plan de symétrie, elles sont invariantes par toute rotation.
C'est vrai en particulier pour les plans contenant Oz ou les rotations d'axe Oz qui sont les plus intéressants pour les molécules bi atomiques.

2) les orbitales p sont antisymétriques par rapport au plan qui sépare les deux lobes. Si les lobes sont orientés Oz, ce plan d'antisymétrie est le Oxy (Lobes Ox : plan Oyz, lobes Oy) plan Oxz. Tout plan contenant Oz est par contre un plan de symétrie, et elles également sont invariantes par toute rotation d'axe Oz

3) l'hybridation n'est possible que si le recouvrement est non nul (algébriquement). Par exemple, une orbitale s ne peut pas s'hybrider avec une px car le plan Oyz sera symétrique pour s et antysymétrique et donc tout recouvrement de s sur un des lobes p sera annulé par le recouvrement avec l'autre lobe. Par contre, elle est possible entre S et Pz, car l'orbitale s décroit avec la distance, et le lobe p le plus éloigné sera moins recouvert

4) Avec des petits dessins, on peut ainsi comprendre que l'hybridation du 1s de H n'est possible qu'avec le 2pz de F, que cette orbitale est invariante pour toute rotation d'axe Oz, et pour tout plan passant par Oz. C'est donc une orbitale de type Sigma. La même chose est vraie pour l'hybridation pz-pz.
5) Par contre, une orbitale Px ne peut s'hybrider qu'avec une autre Px, et l'antisymétrie fait que ce sera nécessairement un pi

NB: Les orbitales sigma ne sont pas seules "à l'origine" des liaisons. Toutes sont à prendre en compte, soit en liant, soit en anti-liant.

[A voir en vidéo sur Futura]