Complexes et diagrammes binaires

[invite9c5f7482]

Bonsoir,je poste ce message parce que dans un exercice,on me demande quel est le type d'hybridation des orbitales atomiques de l'ion centrale dans l'espèce si la valeur du moment magnétique de cette espèce témoigne de la présence de quatre ions célibataires.

Mais dans le corrigé de mon prof,je me suis rendu compte que je ne sais pas comment placer les doublets du ligand.

voici le corrigé de mon prof :


Fe2+:1s2.2s2.2p6.3s2.3p6.4s0.3 d6.(là j'ai compris,c'est pour une question de stabilité).
L'espèce est paramagnétique d'après l'énoncé.
J'ai aussi compris comment on remplit les cases quantiques en générales et je sais qu'on a 6 doublets de ligands car on a "F6".
Cependant je ne comprend pas comment on place les doublets du ligand(en rouge sur mon image) dans les cases quantiques.
En effet je vois qu'il y a des doublets du ligand dans la 4s alors qu'on a 4s0 .
Ensuite on remplit la 4d avant la 5s,mais on dessine quand même la 5s alors qu'elle est vide.
Enfin dans cet exo les doublets du ligand sont en majorité après la 3d,mais dans d'autres cas vu en cours,j'ai vu des doublets du ligand dans la 3d...
Pouvez -vous me dire comment on place ces doublets s'il vous plait ?
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[Resartus]

Je ne sais pas comment on vous a enseigné les structures orbitales des complexes de transition, mais le schéma donné est faux.

Dans la théorie du champ cristallin, on oublie les hybridations avec les ligands, et on se contente de traiter les orbitales d de l'atome central. On remplit cette orbitale en sachant que le champ cristallin des ligands déplace les énergies des orbitales : trois d'entre elles ont une énergie plus basse que les deux autres, et la différence d'énergie dépend des ligands (champ fort ou champ faible, donnant bas spin ou haut spin).
Dans le cas du fluor (champ faible=haut spin) le remplissage de la couche d se fait en priorité en séparant les électrons, comme indiqué dans votre schéma (ça au moins, c'est juste).

Au cran au dessus (théorie du champ de ligands), on devrait prendre en compte l'hybridation de toutes les couches du Fer avec les orbitales du fluor, mais en réalité, ce sont principalement les 3 orbitales 4p et 3 orbitales 3d qui s'hybrident avec les p du fluor, ce qui laisse deux orbitales d non hybridées sur le Fer car leur géométrie n'est pas adaptée
Il est donc faux d'écrire que les doublets du fluor occupent des positions orbitales du Fer, et en outre les orbitales 4d n'interviennent pas du tout.D'ailleurs comment expliquer pourquoi les électrons se regrouperaient à deux par case sur ce niveau, alors qu'ils essayent de rester séparés sur le niveau 3D?

Ceci dit, il est probable que l'article 3 : "quand le prof a tort, voir l'article 2 qui dit qu'il a toujours raison" s'applique et que vous deviez apprendre selon votre polycopié...

[invite9c5f7482]

Je ne sais pas comment on vous a enseigné les structures orbitales des complexes de transition, mais le schéma donné est faux.

Dans la théorie du champ cristallin, on oublie les hybridations avec les ligands, et on se contente de traiter les orbitales d de l'atome central. On remplit cette orbitale en sachant que le champ cristallin des ligands déplace les énergies des orbitales : trois d'entre elles ont une énergie plus basse que les deux autres, et la différence d'énergie dépend des ligands (champ fort ou champ faible, donnant bas spin ou haut spin).
Dans le cas du fluor (champ faible=haut spin) le remplissage de la couche d se fait en priorité en séparant les électrons, comme indiqué dans votre schéma (ça au moins, c'est juste).

Au cran au dessus (théorie du champ de ligands), on devrait prendre en compte l'hybridation de toutes les couches du Fer avec les orbitales du fluor, mais en réalité, ce sont principalement les 3 orbitales 4p et 3 orbitales 3d qui s'hybrident avec les p du fluor, ce qui laisse deux orbitales d non hybridées sur le Fer car leur géométrie n'est pas adaptée
Il est donc faux d'écrire que les doublets du fluor occupent des positions orbitales du Fer, et en outre les orbitales 4d n'interviennent pas du tout.D'ailleurs comment expliquer pourquoi les électrons se regrouperaient à deux par case sur ce niveau, alors qu'ils essayent de rester séparés sur le niveau 3D?

Ceci dit, il est probable que l'article 3 : "quand le prof a tort, voir l'article 2 qui dit qu'il a toujours raison" s'applique et que vous deviez apprendre selon votre polycopié...

Oula,c'est une élève qui avait corrigé ça et la prof a dit que c'est bon,mais en même temps la prof s'était déjà trompée.

Elle a dit qu'on a une hybridation sp3d2 et une géométrie octaédrique .
Mes amis ont écris la même chose mais je vais leur demander quand même le corrigé pour voir si c'est bien le même.
Je ne sais pas trop quoi faire là...
Article 3 ou 2...
Je vais relire attentivement ce que vous avez écris et si j'ai vraiment des questions,je vous les poserai.
Merci pour votre aide en tout cas .

[Resartus]

Mea culpa. Je viens de retrouver la théorie utilisée dans votre cas (qui est donc différente du champ cristallin et du champ des ligands).
Elle donne différemment le résultat cherché, en prenant comme hypothèse de départ une excitation et une hybridation préalables des orbitales du fer. La notion de champ faible/champ fort est remplacée par une hybridation soit de type d2sp3 (champ fort/faible spin) soit de type sp3d2 (champ faible/fort spin). A apprendre en tant que telle donc.
C'est du même métal que "l'explication" avec sp/sp2/sp3 pour le carbone où on dit que le carbone passe à un état excité avec 3 p et un seul s pour qu'ensuite il puisse y avoir hybridation. La réalité est différente et perso je m'en suis toujours passé, mais si c'est comme cela qu'on vous enseigne, qu'y puis-je.... L'important est qu'on retrouve bien les résultats attendus

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9c5f7482]

Mea culpa. Je viens de retrouver la théorie utilisée dans votre cas (qui est donc différente du champ cristallin et du champ des ligands).
Elle donne différemment le résultat cherché, en prenant comme hypothèse de départ une excitation et une hybridation préalables des orbitales du fer. La notion de champ faible/champ fort est remplacée par une hybridation soit de type d2sp3 (champ fort/faible spin) soit de type sp3d2 (champ faible/fort spin). A apprendre en tant que telle donc.
C'est du même métal que "l'explication" avec sp/sp2/sp3 pour le carbone où on dit que le carbone passe à un état excité avec 3 p et un seul s pour qu'ensuite il puisse y avoir hybridation. La réalité est différente et perso je m'en suis toujours passé, mais si c'est comme cela qu'on vous enseigne, qu'y puis-je.... L'important est qu'on retrouve bien les résultats attendus

Ah ok,je vais donc apprendre selon le polycopié,merci

[Resartus]

Si cela vous intéresse de voir comment, pour expliquer les complexes de transition, on est passé de la théorie qu'on vous enseigne actuellement (liaisons de valence) , à la théorie du champ cristallin, puis à celle du champ de ligands, j'ai trouvé cette référence.

http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-01.pdf

nb: l'enchainement des pages se fait mal : Il faut ressaisir à la main les numéros des pages suivantes...

Les cours de chimie récents zappent souvent cette première étape. J'imagine qu'on vous l'enseigne pour éviter de rentrer trop tôt dans les arcanes de la meca Q,

[invite9c5f7482]

Si cela vous intéresse de voir comment, pour expliquer les complexes de transition, on est passé de la théorie qu'on vous enseigne actuellement (liaisons de valence) , à la théorie du champ cristallin, puis à celle du champ de ligands, j'ai trouvé cette référence.

http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-01.pdf

nb: l'enchainement des pages se fait mal : Il faut ressaisir à la main les numéros des pages suivantes...

Les cours de chimie récents zappent souvent cette première étape. J'imagine qu'on vous l'enseigne pour éviter de rentrer trop tôt dans les arcanes de la meca Q,

Oui je pense aussi qu'ils doivent nous l'enseigner pour ne pas nous compliqué les choses avec la méca Q.
Effectivement ça m'intéresse,je vais regarder,merci

[moco]

L'article que cite Resartus dans son dernier message est fort bien fait. Je l'ai recopié. Mais il ne contient que deux pages et j'aurais bien voulu lire la suite. Resartus s'en doute bien puisqu'il recommande de "ressaisir à la main les numéros des pages suivantes". Humm ! Comment faire pour "saisir à la main ces numéros" ?

[Resartus]

Voici les liens directs, qui évitent de corriger à la main dans la barre d'adresses...

http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-02.pdf
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-03.pdf
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-04.pdf
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...df/el3d-05.pdf

[moco]

Merci Resartus ! Merci mille fois pour ces références. L'auteur de ces pages devrait être félicité, tellement ses explications sont claires. Et il y a beaucoup d'exemples. C'est appréciable !