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Molécules et Liaison chimique Molécules et Liaison chimique
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-0,90 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4R
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La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènesLe point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènes
H R H ’H R H ’
xx2 H2 H
-1,2
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-1
-0,90 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4R
2 H2 Hxxxx
La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènesLe point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènes
H R H ’H R H ’
-1,2
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2 H2 Hxxxx
La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènesLe point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènes
xx
H R H ’H R H ’
La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènesLe point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènes
H R H ’H R H ’
xxHH22
-1,2
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-1
-0,90 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4R
2 H2 Hxxxx
xxxx
HH22
La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènesLe point de vue classique: l’approche de deux atomes d’hydrogènes
H R H ’H R H ’
xxHH22
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-1,1
-1
-0,90 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4R
2 H2 Hxxxx
xxxx
HH22
E= EnE= En(liaison)(liaison)
R(R(HH22))
Forces d'attraction: F= -e2
R2ep' + -e2
R2e'p Forces de répulsion: F= e2
R2ee' + e2
R2pp'
p
e
Hb
Rpe
p'
e'
Ha
Rp'e'
R
p p'
e'
e
Rpp'
Re'p Re'e
HaHb
Rep'
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La liaison Chimique La liaison Chimique
Comment caractériser la liaison chimique qui s'est formée?A cause du caractère ondulatoire, les électrons ne peuvent être localisés. La probabilité de trouver les électrons entre les deux noyaux est plus grande que la probabilité de trouver les électrons au-delà des noyaux. La région entre les noyaux est lianteliante ; la région au-delà des noyaux est antilianteantiliante.
La liaison Chimique La liaison Chimique
HaHbLiant
Liant
antiliantantiliant
Comment caractériser la liaison chimique qui s'est formée?A cause du caractère ondulatoire, les électrons ne peuvent être localisés. La probabilité de trouver les électrons entre les deux noyaux est plus grande que la probabilité de trouver les électrons au-delà des noyaux. La région entre les noyaux est lianteliante ; la région au-delà des noyaux est antilianteantiliante.
La liaison chimique est due à une augmentation de la concentration en électrons entre les noyauxaugmentation de la concentration en électrons entre les noyaux..
La liaison dans HLa liaison dans H22
Le point de vue ondulatoire (quantique)Le point de vue ondulatoire (quantique)
Les atomes se combinent pour former une moléculeLes atomes se combinent pour former une moléculeLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculairesLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculaires
1s1s11 (A) et 1s (A) et 1s11 (B) (B) peuvent se combiner de 2 manièrespeuvent se combiner de 2 manières
1s(A)1s(A) 1s(B)1s(B) 1s(A) + 1s(B)1s(A) + 1s(B) 1s(A) - 1s(B)1s(A) - 1s(B)
Renforcement de la Renforcement de la présence électroniqueprésence électronique
Disparition de la présence Disparition de la présence électroniqueélectronique
>0>0<0<0
=0=0
AntiliantAntiliantLiantLiant
La liaison dans HLa liaison dans H22 (suite) (suite)
Le point de vue ondulatoire (quantique)Le point de vue ondulatoire (quantique)
Les atomes se combinent pour former une moléculeLes atomes se combinent pour former une moléculeLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculairesLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculaires
1s(A) + 1s(B)1s(A) + 1s(B) combinaison Liantecombinaison Liante
1s(A) - 1s(B)1s(A) - 1s(B) combinaison Antiliantecombinaison Antiliante **
RRRReq
**
1s(A)1s(A) 1s(B)1s(B)
La liaison dans HLa liaison dans H22 (suite) (suite)
Le point de vue ondulatoire (quantique)Le point de vue ondulatoire (quantique)
Les atomes se combinent pour former une moléculeLes atomes se combinent pour former une moléculeLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculairesLes orbitales atomiques se combinent en orbitales moléculaires
1s(A) + 1s(B)1s(A) + 1s(B) combinaison Liantecombinaison Liante
1s(A) - 1s(B)1s(A) - 1s(B) combinaison Antiliantecombinaison Antiliante **
RRRReq
**
1s(A)1s(A) 1s(B)1s(B)
Configuration électronique: Configuration électronique: 22
L’octet de Lewis L’octet de Lewis
•La plupart des molécules stables ont un nombre pair d ’électronsLa plupart des molécules stables ont un nombre pair d ’électrons
•La plupart des molécules stables font apparaître un atome de la La plupart des molécules stables font apparaître un atome de la seconde (troisième) période entouré de 4 doublets électroniquesseconde (troisième) période entouré de 4 doublets électroniques
D ’où l’importance capitale du doublet électronique de liaison.D ’où l’importance capitale du doublet électronique de liaison.
LEWIS observa que:LEWIS observa que:
D ’où l’importance capitale de l’octetD ’où l’importance capitale de l’octet
•L’octet est aussi lié à la structure électronique des L’octet est aussi lié à la structure électronique des GAZ RARESGAZ RARES, , corps très peu réactionnels.corps très peu réactionnels.
Une configuration électronique dont la couche externe renferme un octet d'électrons est particulièrement stable.
H2O, NH3, CH4, N2, HNO2, HNO3, H2SO4,…
En conséquence, la règle de l’octet de Lewis dit que:En conséquence, la règle de l’octet de Lewis dit que:
La liaison chimique La liaison chimique
La liaison s’établit entre atomes pour leur permettre d’adopter la La liaison s’établit entre atomes pour leur permettre d’adopter la configuration électronique du gaz rareconfiguration électronique du gaz rare
Et respecter ainsi la règle de l ’octet.Et respecter ainsi la règle de l ’octet.
Les liaisons se classent en différents types;Les liaisons se classent en différents types;
•La liaison ionique.La liaison ionique.
•La liaison covalente pureLa liaison covalente pure
•La liaison covalente polariséeLa liaison covalente polarisée
•La liaison dative ou semi polaireLa liaison dative ou semi polaire
La liaison ionique La liaison ionique
Na Na Na Na++ + e + e- - coût: Icoût: I Résultat: [Ne]Résultat: [Ne]++
Cl + eCl + e- - Cl Cl-- coût: Acoût: Aee Résultat: [Ar]Résultat: [Ar]--
Na + Cl Na + Cl Na Na++ + Cl + Cl- - Na Na++ClCl- - Bilan?Bilan? [Ne][Ne]+ + [Ar][Ar]--
Le Bilan sera favorable à la liaison si I est petit et Ae grand.Le Bilan sera favorable à la liaison si I est petit et Ae grand.
c.à.d pour des éléments d ’électronégativité très différente. c.à.d pour des éléments d ’électronégativité très différente.
La liaison ionique La liaison ionique
2 atomes à grande distance2 atomes à grande distance Li F Li F
La liaison ionique La liaison ionique
2 atomes à grande distance2 atomes à grande distance Li F Li F
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La liaison ionique La liaison ionique
Saut de l ’électron LiSaut de l ’électron Li+ +
FF --
2 atomes à grande distance2 atomes à grande distance Li F Li F
La liaison ionique La liaison ionique
Saut de l’électron LiSaut de l’électron Li+ +
FF --
2 atomes à grande distance2 atomes à grande distance Li F Li F
La liaison ionique La liaison ionique
Réorganisation desRéorganisation des électrons dans électrons dans
Li Li+ + FF --
Saut de l ’électron LiSaut de l ’électron Li+ +
FF --
2 atomes à grande distance2 atomes à grande distance Li F Li F
La liaison covalenteLa liaison covalente
H + H H + H H H22
1s1s11 + 1s + 1s11 22
H H + + H H H H H H H HHH
F 2sF 2s22 2p 2p55 F 2s F 2s22 2p 2p55
FF FF
FF FFFF FF
Le même raisonnement Le même raisonnement
s’applique à Lis’applique à Li22
ou à Fou à F22
La structure de LEWIS des atomesLa structure de LEWIS des atomes
H Li Na H Li Na ns ns11
Be Mg Be Mg ns ns22
B Al B Al nsns2 2 npnp11
C Si C Si ns ns2 2 npnp22
N P N P ns ns2 2 npnp33
F Cl F Cl nsns2 2 npnp55
O S O S ns ns2 2 npnp44
Ne ArNe Ar ns ns2 2 npnp66
La liaison chimique (suite).La liaison chimique (suite).
HH
HFHF
HH22OO
NHNH33
HHFF HHFF
OO HH
HH
NN HH
HH
HH
OO HH
HH
NN HH
HH
HH
FF
OO
NN
Etat de Valence et PromotionEtat de Valence et Promotion
C C ns ns1 1 npnp33
Promotion Promotion
Promotion vers un état de valence (excité)Promotion vers un état de valence (excité)Justifié si le coût énergétique de la promotion est Justifié si le coût énergétique de la promotion est récupéré par la formation de liaisons nouvelles.récupéré par la formation de liaisons nouvelles.
Autres exemples:Autres exemples:
Cette molécule existe, mais n'est pas très stable. La forme stable est CHCH44. Elle suggère la disponibilité de quatre électrons non appariés
Les règles précédentes suggèrent la formule moléculaire CHLes règles précédentes suggèrent la formule moléculaire CH22
Be Mg Be Mg ns ns1 1 npnp11
B Al B Al nsns1 1 npnp22
La liaison covalente polariséeLa liaison covalente polarisée
La liaison est covalente pure dans HLa liaison est covalente pure dans H22, Cl, Cl22, F, F22, … Deux atomes de , … Deux atomes de
nature identique partagent « équitablement » les électrons.nature identique partagent « équitablement » les électrons.
La liaison entre deux atomes de nature différente est covalente La liaison entre deux atomes de nature différente est covalente polarisée. polarisée.
La polarisation provient de la tendance d’un des deux atomes à La polarisation provient de la tendance d’un des deux atomes à attirer « préférentiellement » les électrons.attirer « préférentiellement » les électrons.
L’électronégativité selon Pauling mesure la tendance qu'a un atome dans une molécule à attirer vers lui le nuage électronique.
L ’électronégativité selon PAULINGL ’électronégativité selon PAULING
mesure de la tendance qu'a un atome dans une molécule à attirer vers lui le nuage électronique.
Soit une molécule biatomique A-B :Soit une molécule biatomique A-B :
1/2 A-A + 1/2 B-B 1/2 A-A + 1/2 B-B A-B A-BSoit une propriété moléculaire P (énergie de liaison, longueur, ...)Soit une propriété moléculaire P (énergie de liaison, longueur, ...)
* Si :* Si :
k(k(AA--BB))22 représente l’écart à la covalence c.à.d. son caractère ionique. représente l’écart à la covalence c.à.d. son caractère ionique.
P(P(A-B) = 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]) = 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]
Alors la liaison AB est la moyenne exacte de A-A et B-BAlors la liaison AB est la moyenne exacte de A-A et B-BElle sera aussi Covalente pure, les deux atomes étant équivalents. Elle sera aussi Covalente pure, les deux atomes étant équivalents. * Si P(* Si P(A-B) ≠ 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]) ≠ 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]Alors P(Alors P(A-B) = 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]+ k() = 1/2 [P(A-A) +P(B-B)]+ k(AA--BB))22
L ’électronégativité selon PAULINGL ’électronégativité selon PAULING
Exemples : HF et HCl
E(HE(H22) =439 kj/mol; E(F) =439 kj/mol; E(F22) =155 kj/mol; E(Cl) =155 kj/mol; E(Cl22) =243 kj/mol) =243 kj/mol
1/2 A-A + 1/2 B-B 1/2 A-A + 1/2 B-B A-B A-B
k est un facteur de proportionnalité fonction de la propriété et des unitésk est un facteur de proportionnalité fonction de la propriété et des unités
297 = 1/2 [E(H-H) +E(F-F)]297 = 1/2 [E(H-H) +E(F-F)]
Or E(H-F) = 570 kj/mol donc k(Or E(H-F) = 570 kj/mol donc k(FF--HH))2 2 = 273 = 273 soit 48%soit 48%
E(H-Cl) = 431 kj/mol k(E(H-Cl) = 431 kj/mol k(ClCl--HH))2 2 = 90 = 90 soit 20%soit 20%
341= 1/2 [E(H-H) +E(Cl-Cl)]341= 1/2 [E(H-H) +E(Cl-Cl)]
Pauling fixe arbitrairement Pauling fixe arbitrairement FF à 4. On en déduit à 4. On en déduit HH = 2,1; = 2,1; ClCl = 3,0;... = 3,0;...
Restent 2 questions: Quel atome attire effectivement les électrons?Restent 2 questions: Quel atome attire effectivement les électrons? Combien d’électrons sont transférés?Combien d’électrons sont transférés?
Quel Atome attire les électrons?Quel Atome attire les électrons?
L ’approche de Mulliken permet d’y répondre par une analyse du bilan d’énergie: (I) [I(A) + Ae(B)] (II) [I(B) + Ae(A)]
(I) A(I) A++- B- B-- ou (II) A ou (II) A--- B- B++
L ’atome A attire les électrons (II) et est aussi le plus électronégatifL ’atome A attire les électrons (II) et est aussi le plus électronégatif
Si [I(A) + Ae(B)] =[I(B) + Ae(A)] (=(II)
Alors [I(A) - Ae(A)] =[I(B) - Ae(B)] et A= B
La liaison est covalente
Si [I(A) + Ae(B)] >[I(B) + Ae(A)] (II) est favorisé
Alors [I(A) - Ae(A)] >[I(B) - Ae(B)] et A> B
+1 +1 rr -1 -1
Situation 100% IoniqueSituation 100% Ionique
1e1e- - perdu 1e1e- - transféré
Combien d’électrons sont transférés?Combien d’électrons sont transférés?
Le moment dipolaire peut être mesuré et s ’exprime en Debye (D)Le moment dipolaire peut être mesuré et s ’exprime en Debye (D)
Définition du moment dipolaire:Définition du moment dipolaire:=q*r=q*r q+ q+ rr q- q-
=0=0ee--*r=0 *r=0 covalence covalence =1=1ee--*r=r *r=r ionique ionique
Si r=1Å (10Si r=1Å (10-10-10m) et q=1m) et q=1ee--, alors , alors =4,8 D=4,8 D
H H rr H H
Situation CovalenteSituation Covalente
q=0q=0 q=0q=0
Combien d’électrons sont transférés?Combien d’électrons sont transférés?
Exemples : HF =1,98 D=1,98 D et HCl =1,03 D=1,03 D
Si r=1Å (10Si r=1Å (10-10-10m) et q=1m) et q=1ee--, alors , alors =4,8 D=4,8 D
Pour HCl: r=1,28Å, Pour HCl: r=1,28Å, =1,03 D; 1e=1,03 D; 1e-- transféré transféré =1,28*4,8D=1,28*4,8D Le nombre d ’eLe nombre d ’e- - transféré vaut donc 1,03/6,14=0,17 etransféré vaut donc 1,03/6,14=0,17 e- - (Ionicité 17%) (Ionicité 17%)
Pour HF: r=0,92Å, Pour HF: r=0,92Å, =1,98 D; 1e=1,98 D; 1e-- transféré transféré =0,92*4,8D=0,92*4,8D Le nombre d ’eLe nombre d ’e- - transféré vaut donc 1,98/4,42=0,45 etransféré vaut donc 1,98/4,42=0,45 e- - (Ionicité 45%) (Ionicité 45%)
H H rr Cl Clperdu 0,17e- 0,17e- - gagné
qq+ qq-
Pourcentage Ionique des liaisons.Pourcentage Ionique des liaisons.
Liaison R(Å) (D) %ionique ∆XH-F 0,92 1,98 45 1,9H-Cl 1,28 1,03 17 0,9H-Br 1,43 0,78 11 0,7H-I 1,62 0,38 5 0,4H-O 0,96 1,51 33 1,4H-S 1,33 0,78 12 0,4H-N 1,01 1,30 27 0,9
Conclusion:Conclusion: La polarisation des liaisons chimiques est un phénomène continu et graduel. On passe de la covalente pure (0%), par la covalente polarisée à la liaison ionique (placée arbitrairement à >50%)
Les liaisons multiplesLes liaisons multiples
On parle de liaison multiple lorsque plusieurs paires électroniques sont On parle de liaison multiple lorsque plusieurs paires électroniques sont partagées par deux atomes.partagées par deux atomes.
Quelques exemples classiques: Quelques exemples classiques: NNNN; H; H22CC=OO; H; H22C=CHC=CH22; HON=O; HON=O——
NN NN CCOO
HH
HH
CC
HH
HH
CC
HH
HH
NN NN OO CC
HH
HH
CC
HH
HH
CC
HH
HH
Les liaisons dativesLes liaisons datives
Lorsqu’un atome d’une molécule ne satisfait pas l’octet, il peut se lier à une autre molécule et former une nouvelle liaison qui l ’amènera à respecter l’octet.
Une molécule « donne » une paire électronique.
C ’est une liaison dative
H++ + + NN HH
HH
HH
NN HH
HH
HH
HH
++
NN HH
HH
HH
BB
HH
HH
HH ++ NN HH
HH
HH
BB
HH
HH
HH
Les liaisons dativesLes liaisons datives
Lorsqu’un atome d’une molécule ne satisfait pas l’octet, il peut se lier à une autre molécule et former une nouvelle liaison qui l ’amènera à respecter l’octet.
Une molécule « donne » une paire électronique.
C ’est une liaison dative
H++ + + NN HH
HH
HH
HHNN HH
HH
HH
++
NN HH
HH
HH
BB
HH
HH
HH ++ NN HH
HH
HH
BB
HH
HH
HH
Les liaisons dativesLes liaisons datives
Des composés présentent une liaison dative impliquant un oxygène,en passant par la formation d'un état de valence
NN
CHCH33
CHCH33
CHCH33OO NN
CHCH33
CHCH33
CHCH33OO
CO aussi présente une liaison dative: CO aussi présente une liaison dative: CC=OO la formule «normale» ne
satisfait pas l’octet. Dès lors, on préfèrera CCOO
Les liaisons dativesLes liaisons datives
Des composés présentent une liaison dative impliquant un oxygène,en passant par la formation d'un état de valence
NN
CHCH33
CHCH33
CHCH33OO NN
CHCH33
CHCH33
CHCH33OO
Les liaisons dativesLes liaisons datives
Les liaisons datives sont aussi appelées «semi-polaires»
On peut faire figurer une charge formelle positive sur le donneur de la paire électronique et une charge formelle négative sur l'accepteur.
NN HH
HH
HH
BB
HH
HH
HH NN
CHCH33
CHCH33
CHCH33OO
- +- + + -+ -
Le nombre d’oxydationLe nombre d’oxydation
Le nombre d'oxydation (N.O.) permet "d'attribuer" aux atomes d'une molécule les électrons de liaison. Il indique l'importance de la perte ou du gain d'électrons de l'atome dans la molécule par rapport à l'atome libre
a) Lorsque la liaison est une liaison covalente pure, on attribue "totalement" un électron de liaison à chaque atome. Son nombre d'oxydation est nul. « Le nombre d'oxydation des éléments est nul ».
b) Lorsque le composé est ionique, le transfert d'électrons est total. Le nombre d'oxydation est égal à la charge de l'ion, signe compris.
c) Dans toutes les autres liaisons, la paire d'électrons est complètement attribuée à l'atome le plus électronégatif.
Le nombre d’oxydationLe nombre d’oxydation
Les règles de calcul du nombre d'oxydation (N.O.).
1) Dans une molécule neutre, la somme des nombres d'oxydation des éléments est nul. Dans les ions, cette somme est égale à la charge.
2) Le fluor, corps le plus électronégatif, a toujours un nombre d'oxydation égal à -1 [mais 0 dans F[mais 0 dans F22].].
3) L'oxygène se trouve en général à l'étage -2 [sauf 0 dans O[sauf 0 dans O22; -1 dans ; -1 dans
les peroxydes (R-O-O-R') et lié au fluor]les peroxydes (R-O-O-R') et lié au fluor] 4) L'hydrogène a en général un N.O. de +1 [sauf dans les hydrures où [sauf dans les hydrures où
il vaut -1 et dans la molécule Hil vaut -1 et dans la molécule H22 où il est nul] où il est nul]
5) Les nombres d'oxydation des éléments seront toujours compris entre N et N-8 où N est le numéro du groupe auquel il appartient.
Le nombre d’oxydationLe nombre d’oxydation
Quelques exemples:Quelques exemples:
HCl N.O.(H) = +1 N.O.(Cl) =-1
H2CO N.O.(H) = +1 N.O.(O)=-2 N.O.(C)+[2*(+1) + (-2)] = 0 0
H2SO4 N.O.(H) =+1 N.O.(O)=-2 N.O.(S)+[2*(+1) + 4*(-2)] = 0 6
ClO4- N.O.(O)=-2 N.O.(Cl)+[4*(-2)]= -1 7
NaNO3 N.O.(Na) =+1 N.O.(O)=-2 N.O.(N)+[(+1) + 3*(-2)] = 0 5
Les limites du modèle de LEWISLes limites du modèle de LEWIS
2)Dans certains cas, il ne permet pas de trouver une formule unique.
Pour SO2 faut il écrire: OS=O ou O=SO
1) Comment expliquer l’existence de PCl5, composé « hypervalent » au sens de l ’octet qui ne peut justifier que l’existence de PCl3
3) Le caractère paramagnétique de molécules telles que O2 ne s’explique pas par le modèle de Lewis.
3) Seule une description quantique permet d'introduire ces particularités.
1) La promotion vers un état de valence du P (S,…)
Solutions proposéesSolutions proposées::
2) Introduction du concept de résonance
1) L’hypervalence1) L’hypervalenceAu delà de la 2ème période, la présence de sous-couches 3d, 4d, … permet la promotion d’électrons de valence vers d’autres configurations
En conséquence,
elles justifient l’existence des formules: PClPCl55; SF; SF44; SF; SF66….….
Mais aussi : O=PCl3 ou OPCl3 ; ; O S O
OH
OH
S
OH
OH
OOou
P: 3sP: 3s223p3p33 3s 3s113p3p333d3d11
S: 3sS: 3s223p3p44 3s 3s223p3p333d3d11 3s 3s113p3p333d3d22
2) La notion de résonance2) La notion de résonance
Lorsqu’une molécule est décrite par plusieurs formules de Lewis, aucune n’est adéquate. La structure réelle est intermédiaire entre celles-ci. On dit que ce sont des formules limites et que la structure réelle est une superposition pondérée de toutes ces formules, que la molécule résonnerésonne entre toutes ses structures. On définit ainsi le concept de On définit ainsi le concept de résonancerésonance.
On relie les structures limites, ou formules de résonance, par la double flèche , indiquant par là qu’il faut tenir compte de leur ensemble
Pour SO2 il faut écrire: OS=O O=SO
2) La notion de résonance2) La notion de résonance
Quelques exemples:
Pour SO2 il faut écrire: OS=O O=SO
N
O
O
HO N
O
O
HO HO N
O
O
ou
C
O
O
O C
O
O
OC
O
O
O
2) La notion de résonance2) La notion de résonance
Un autre exemple: Le benzène C6H6
CH
CH
CHHC
HC
HC HC CH
CH
CHHC
HC
CH
CH
CHHC
HC
HC
ouou
On appelle On appelle énergie de résonanceénergie de résonance la différence entre l’énergie la différence entre l’énergie mesurée et l’énergie estimée à partir du nombre de liaisons doublesmesurée et l’énergie estimée à partir du nombre de liaisons doubleset simples.et simples.
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
- L'approche par la mécanique ondulatoire généralise la description de la liaison covalente de H2 à l'étude de l'ensemble des molécules.
- La distribution électronique d'une molécule est décrite à partir d'orbitales moléculaires construites par combinaisons d'orbitales atomiques
1) Choisir les orbitales atomiques associées aux diverses couches. Par exemple 1s, 2s, 2px, 2py, et 2pz.
Principe de construction:
par addition N[ A + B ] ou par soustraction N[ A - B ]
2) Combiner deux à deux les orbitales atomiques possédant les mêmes nombres quantiques: Adu premier atome avec B du second atome, 1s avec 1s, 2s avec 2s, 2px avec 2px, et ainsi de suite. Il existe deux combinaisons possibles:
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
AA BB
ns(A) + ns(B) ns(A) + ns(B)
ns(A) - ns(B) ns(A) - ns(B)
zz
xxyy
npnpzz(A) + np(A) + npzz(B) (B)
npnpzz (A) - np (A) - npzz(B) (B)
AA BBzz
xxyy
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
npnpyy(A) + np(A) + npyy(B) (B)
npnpyy (A) - np (A) - npyy(B) (B)
AA BBzz
xxyy
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
AA BBzz
xxyy
npnpxx(A) + np(A) + npxx(B) (B)
npnpxx (A) - np (A) - npxx(B) (B)
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
Séquence de l ’énergie des orbitalesSéquence de l ’énergie des orbitales
1s(A)1s(A) 1s(B)1s(B)
**
**2s(A)2s(A) 2s(B)2s(B)
2p(B)2p(B)2p(A)2p(A)
**
**
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
Construction des configurations électroniques: Principe d’édificationConstruction des configurations électroniques: Principe d’édification
HH22 2e 2e-- 1s1s22
HeHe22 4e 4e-- 1s1s2 2 1s1s
*2*2
LiLi22 6e 6e-- ... ...2s2s22
BB22 10e 10e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px1 1 2py2py
11
BeBe22 8e 8e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*2
CC22 12e 12e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px2 2 2py2py
22
NN22 14e 14e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px2 2 2py2py
2 2 2pz2pz22
Nombre d’eNombre d’e-- de liaison de liaison
22
00
22
00
22
44
66
1s1s
1s1s**
2s2s**
2s2s
2p2p**
2p2p
2p2p**
2p2p
3) Le modèle en couches des diatomiques3) Le modèle en couches des diatomiques
Construction des configurations électroniques: Principe d’édificationConstruction des configurations électroniques: Principe d’édification
HH22 2e 2e-- 1s1s22
HeHe22 4e 4e-- 1s1s2 2 1s1s
*2*2
LiLi22 6e 6e-- ... ...2s2s22
BB22 10e 10e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px1 1 2py2py
11
BeBe22 8e 8e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*2
CC22 12e 12e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px2 2 2py2py
22
NN22 14e 14e-- ... ...2s2s2 2 2s2s
*2*22px2px2 2 2py2py
2 2 2pz2pz22
Nombre d’eNombre d’e-- de liaison de liaison
22
00
22
00
22
44
66
1s1s
1s1s**
2s2s**
2s2s
2p2p**
2p2p
2p2p**
2p2p
OO22 16e 16e-- … …2pz2pz222px2px
2 2 2py2py2 2 2px2px
*1 *1 2py2py*1*1
FF22 18e 18e-- … …2pz2pz222px2px
2 2 2py2py2 2 2px2px
*2 *2 2py2py*2*2
NeNe22 20e 20e-- … …2pz2pz222px2px
2 2 2py2py2 2 2px2px
*2 *2 2py2py*2*22pz2pz
*2*2
44
22 00