Modèle Quantique De La Liaison Chimique : Orbitales Moléculaires Flashcards
Jusqu’ici, quelles sont les deux théories utilisées pour décrire les molécules ?
Le schéma de Lewis et le VSEPR
En quoi le schéma de Lewis et le VSEPR sont insuffisants ? Donner des exemples
- certaines propriétés restent non expliquées (le paramagnétisme de O2 par exemple)
- certaines molécules ne peuvent pas être dessinées (B2H6 par exemple)
- géométrie non-expliquée par VSEPR (éthène par exemple, C2H6, qui n’est pas décrit comme entièrement plan)
Comment appelle-t-on une géométrie AX3E0 ?
Trigonale plane
Que signifie CLOA
Combinaison Linéaire d’Orbitales Atomiques
Comment peut-on écrire l’orbitale moléculaire en fonction des orbitales atomiques ?
On considère χ1 ou χ2 deux orbitales atomiques identiques, déterminer les deux formes possible pour l’orbitale moléculaire, définir au passage l’intégrale de recouvrement
Lorsque n orbitales atomiques interagissent, combien y a-t-il d’orbitales moléculaires pour décrire leur ensemble ?
n aussi
Pourquoi a-t-on deux orbitales χ1 et χ2 identiques et pourtant χ1 ≠ χ2 ?
Car ce sont toutes les deux des orbitales s d’un H par exemple. Mais centrées à des endroits différents car ce n’est pas le même H.
Déterminer les expressions de φ+ et φ-
Donner le nom de ces deux orbitales moléculaires, en justifiant
Pour φ+ : les amplitudes s’additionnent, il y a une forte probabilité de présence entre les atomes : OM liante
Pour φ- : les amplitudes se soustraient, il y a une faible probabilité de présence entre les atomes : OM anti-liante
Représenter le graphique d’énergie d’une molécule composée de deux orbitales atomiques identiques initiales 1s
Comparer |ΔE+| et |ΔE-|
Comment représenter une orbitale moléculaire ?
Dessiner les deux OM issues de deux OA 1s
Dessiner les deux OM issues de deux OA 2 pz (en prenant x l’axe entre les deux)
Quelles sont les règles pour remplir les orbitales moléculaires ?
Qu’appelle-t-on recouvrement axial ? Comment appelle-t-on alors l’orbitale moléculaire ?
Qu’appelle-t-on recouvrement latéral ? Comment appelle-t-on alors l’orbitale moléculaire ?
Qu’appelle-t-on recouvrement ?
C’est la valeur de l’intégrale qui caractérise la probabilité de présence des électrons entre les atomes
Dessiner une OM σS et une OM σS*
Dessiner une OM σp et une OM σp*
Dessiner une OM Πp et une OM Πp*
Quel est le plus important entre un recouvrement axial et un recouvrement latéral ?
Le recouvrement axial est plus important que le latéral
Donner en justifiant la condition d’interaction
Comment traduire S≠0 pour deux OA
Tracer le tableau de symétrie et en tirer une conclusion
Expliquer pourquoi l’interaction est nulle
Qu’entend-on par interaction non symétrique ?
Représenter le diagramme de HeH+
Comment savoir quel coefficient est le plus important dans une orbitale moléculaire, à partir du diagramme d’énergie
Plus l’énergie de l’OA est proche de l’énergie de l’OM plus son coefficient est gros
Tracer σS et σS* et dire où elles sont principalement localisées
Quels sont les deux facteurs orbitalaires qui jouent sur la force de l’interaction
L’interaction est d’autant meilleure que le recouvrement S est grand et que l’écart énergétique de départ est faible
Quel est le lien entre hauteur énergétique d’une OM et surface nodales ?
Plus une OM présente de surfaces nodales, plus elle est haute
Comment savoir quelles OA on considère pour potentiellement former une OM ?
On considère les OA de valence, car les OA de coeur sont très proches du noyau, donc leur influence est négligeable.
On peut ajouter les OA vides de même n.
Définir l’indice de liaison
Comment sont liés l’indice de liaison et la longueur de liaison ?
Plus l’indice de liaison est grand plus la longueur de liaison est faible
Comment sont liés l’indice de liaison et l’énergie de liaison ?
Plus d’indice de liaison est grand plus l’énergie de liaison est grande
Quand dit-on qu’une molécule est paramagnétique ?
Si elle a au moins un électron célibataire
Quand dit-on qu’une molécule est diamagnétique ?
S’il n’y a pas d’électron célibataire
Vérifier que Lewis et les orbitales sont en accord pour H2
Pourquoi H2 existe-t-il et pas He2 ?
H2 est plus stable que 2H (plus faible en énergie) donc existe, en revanche He2 est plus haut en énergie que 2He donc n’existe pas. De plus LI(He) = 0
Quelles sont les OA que l’on considère pour les éléments de la deuxième période ?
2s et 2p
Quand peut-on négliger l’interaction s|p ? Justif
Plus précisément pour les molécules de la forme A2 ?
Tracer le diagramme simple de O2
Précisions inévitables :
- dessiner repère et O — O
- On considère les OA 2s et 2p
- On considère les interactions entre OA identiques et 2s-2pz
- On néglige les interactions 2s-2pz
- diagramme
- Les positions relatives des OM issues du bloc p s’expliquent car le recouvrement axial est plus grand que le latéral
O2 est-il paramagnétique ou diamagnétique ?
Paramagnétique : il a deux électrons célibataires
Comment reconnaître un diagramme simple ou corrélé ?
Simple : π au-dessus de σ3 et toutes les interactions sont à 2 orbitales
Corrélé : σ3 au-dessus des π et les interactions σ sont à 4 orbitales
Quelles sont les informations à retenir concernant un diagramme corrélé ?
Comment reconnaître une OM non liante ?
Donner le caractère liant de chaque OM
Dessiner le diagramme de N2, décrire sont caractère magnétique, dire si la description orbitalaire est en accord avec Lewis
Seulement, les doublets non liants ne sont pas équivalents
On considère LiH, déterminer les interactions à considérer ?
On donne E(2s,Li) = -5,4eV, E(2p,Li) = -3,7eV, tracer le diagramme en énergie
Le diagramme est-il en accord avec la théorie de Lewis ?
Accord ✅ (il n’y a normalement pas les trois doublets non liants mais des lacunes).
Commenter en terme d’électronégativité
Li est très électropositif, c’est donc H qui porte principalement les électrons, ce qui est cohérent avec le diagramme
Sachant que E(2s,F) = -40eV et E(2p, F) = -18eV, tracer le diagramme de HF. Déterminer I.L.
Dire si les orbitales sont liantes, anti-liantes, ou non liantes
Dire dans quelles mesures c’est en accord avec Lewis
On a bien une liaison, trois doublets non liants, des densités de probabilité plus fortes sur le F qui est beaucoup plus électronégatif.
En revanche, on n’a pas sur Lewis l’information que les trois non liantes sont loin d’être équivalentes.
De manière générale, comment sont les systèmes σ et π pour A—B ?
Comment faire pour une molécule A—B, avec A et B proches dans la classification périodique ?
Tracer le diagramme simple de Cl—F
Préciser le caractère magnétique, calculer l’indice de liaison et dire dans quelle mesure c’est en accord avec Lewis
Tracer le diagramme d’OM de C—O, sachant qu’il y a une forte corrélation s/p dans cette molécule
- OA à considérer : …
- axes
- symétries : …
- O est plus électronégatif donc des orbitales sont plus basses en énergie
Déterminer le caractère magnétique de C—O, calculer son indice de liaison et dire si c’est en accord avec le schéma de Lewis
Qu’est-ce que la méthode simple et qualitative qui permet d’obtenir les orbitales d’une molécule à plus de deux noyaux ?
«Méthode des fragments»
Tracer le diagramme du BeH2, sachant que E(2s, Be) = -9,4eV et E(2p, Be) = -6,0eV, et préciser le caractère liant de chaque orbitale
Uniquement deux non liantes*
Faire le schéma de Lewis et commenter
Pourquoi ne considère-t-on pas les mêmes interactions lorsqu’on a une géométrie coudée ou linéaire ?
Car on perd un plan de symétrie
Montrer qu’on a une interaction à 2OM et une autre à 3OM pour l’éthène
Les orbitales ne «régissent» pas, que font-elles ?
Elles interragissent
Comment savoir quelles orbitales participent au caractère liant/antiliant d’une liaison dans une molécule complexe ? A quoi faut-il faire attention ?
Il faut regarder le caractère liant ou anti-liant uniquement par rapport aux atomes concernés.
Ce n’est pas parce qu’une orbitale est anti-liante de toute la molécule qu’elle ne peut pas être liante sur une certaine partie.
De manière générale, comment savoir si une déformation est favorable ou défavorable ?
On regarde l’impact de la déformation sur la HO et c’est quasi tout le temps elle qui joue le plus
Comment, en milieu acide, faire partir un OH tout en créant un double liaison ?
Le OH prend un H+, il part : on a une lacune ⊕. Alors, un H part et fait un double liaison (sorte de β-élimination E1)
Déshydratation des alcools en milieu acide !
