Orbitales moléculaire - que devient H ?

[invite85e711ae]

Bonjour,
Dans le composé Hydrure de béryllium BeH2 Be a 2 liaisons hybridées sp. Il y a une promotion de l'un de ces 2 seuls electrons pour cela.

Ma question - les orbitales sp forment les liaisons. Un peu comme les 4 sp3 du méthane. Ces liaisons viennent de s et p du Be et uniquement du Be d'où ma question .... que se passe-t-il avec l'orbitale des H vu que H ne participe pas ?
Les 2 electrons de l'orbitale s 1s2 de H restent sagement sur le H sans participer à aucune liaison ?
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[persona]

Recouvrement de l'orbitale 1s1 de chaque H avec chacune des deux orbitales sp de Be. Où est le problème ?

[Resartus]

Bonjour,
Déjà, il faut comprendre que la méthode des hybridations d'orbitale n'est qu'un modèle, une approximation, dont on espère qu'elle décrira le mieux possible la géométrie et les propriétés chimiques constatées.

Si on reste dans le modèle des orbitales, la méthode la plus complète est celle d'hybridation des orbitales moléculaires, qui part de l'ensemble des orbitales de tous les atomes en présence, et détermine des orbitales hybridées qui sont des mélanges en proportion variables de ces orbitales atomiques. Ici, l'ensemble des orbitales du beryllium, et les orbitales des deux hydrogènes. Ce sont des calculs d'un niveau assez avancé, qu'on peut simplifier en prenant en compte les symétries des molécules.

Pour une approche simplifiée, on peut se contenter de modéliser cela qualitativement en deux temps :
En un premier temps, on commence par hybrider entre elles les orbitales de l'atome central (sp, sp2, sp3, d2sp3, etc.*), ce qui permet de retrouver une géométrie (les lobes pointeront de manière prépondérante vers une certaine direction),
et on fait suivre cela d'une deuxième hybridation de chacun de ces lobes avec le lobe correspondant de l'atome voisin, en négligeant les interactions d'autres lobes moins bien orientés, ou celles impliquant plus de deux atomes.

Par exemple, le sp3 d'un carbone va s'hybrider seulement avec le sp3 correspondant de l'autre carbone (ou pour l'hydrogène, son orbitale 1s). Cela donne une liaison sigma et une sigma*
Le plus souvent, seule la sigma est remplie, et on appelle simplement cela une liaison covalente, ce qui permet de se raccrocher au modèle de lewis (doublets, etc.) sans avoir à évoquer cette seconde étape d'hybridation

Plus tard dans les études de chimie, si on veut comprendre un peu mieux la réactivité, il deviendra nécessaire de prendre en compte l'ensemble des orbitales moléculaires, et on ne pourra plus se limiter aux hybridations à deux atomes.

*A noter que certains auteurs (surtout en PCEM, apparemment) se croient obligés, pour justifier ces hybridations atomiques, d'introduire une "excitation" (ou promotion) d'électrons vers un niveau d'énergie supérieur (2s2 2p2 vers 2s1 2p3, ou dans le cas du beryllium 2s2 vers 2s1 2p1).
Il faut bien sûr s'aligner sur ce que demande le prof..., mais cette notion d'excitation est une fiction, car ce sont les orbitales qui s'hybrident, et peu importe qu'elles soient remplies ou pas. C'est seulement en un deuxième temps que ces orbitales hybridées vont se remplir avec les électrons disponibles.

[invite85e711ae]

Merci beaucoup Resartus pour ce superbe message.

A noter que certains auteurs (surtout en PCEM, apparemment) se croient obligés, pour justifier ces hybridations atomiques, d'introduire une "excitation" (ou promotion) d'électrons vers un niveau d'énergie supérieur (2s2 2p2 vers 2s1 2p3, ou dans le cas du beryllium 2s2 vers 2s1 2p1).
Il faut bien sûr s'aligner sur ce que demande le prof..

Malheureusement oui je vais devoir ici m'aligner car c'est ce que l'on m'apprends.
Dans la vision simplifiée c'est à dire avec une hybridation et non deux comme tu dis, si je comprends bien il faut un éléctron célibataire (notion liante/antiliante) pour faire une liaison ?

Car il me semble que la promotion d'éléctrons sert en partie à avoir du coup des éléctrons célibatairs (4 pour le méthane et 2 dans mon exemble avec Be). Si on regarde H il a en effet un éléctron célibataire.

C'est donc ces éléctrons célibataires qui font les liaisons ? Un peu comme les points du modèle de Lewis ? les 4 points autours du C et le point vers le H dans le modèle de Lewis représenterait respectivement les 4 liaisons hybridées du carbone et l'éléctron célibataire du H, et donc son orbitale 1s1 ?

Peut-être que c'était évident pour vous mais c'est pour moi la première fois que je fais le lien entre le modèle de Lewis et celui des orbitales moléculaires..
Mon souci c'est que ce sont pleins de modèles différents, celui comprennant la notion antiliante et liante avec les diagrammes d'orbitales pour représenter O2 en est encore un autre et je commence à être perdu avec tous ces modèles

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Bonjour,
Plus précisément, chaque orbitale moléculaire entre deux atomes peut contenir deux électrons. En général chacun des atomes contribue pour un électron (ce sont eux les petits points de Lewis, qui vont constituer le doublet) , mais il peut arriver que les deux viennent du même atome (cela se trouve dans certains complexes de métaux de transition).
Je n'ai parlé que de sigma, mais bien sûr, il peut y avoir aussi des pi (Mais dans ce cas on peut modéliser directement le passage des p aux pi, car la géométrie est déjà la bonne)


Ce modèle d'hybridations "biatomiques" a ses limites, qui sont à peu près les mêmes que celles du modèle de lewis
Dans lewis, on essaye de s'en tirer en imaginant des formes limites de résonance. Avec les orbitales, cela veut dire qu'il faut passer à des orbitales moléculaires à plus de deux atomes pour mieux décrire la structure réelle (aromaticité, structure COO-, butadiene, etc.)