CHIMIE

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COURS
304
10
Structure électronique des molécules
Doc. 10 Niveaux énergétiques et
représentation schématique des O.M.
j + et j – constituées à partir des O.A.
c 1 et c 2 :
a) recouvrement fort ;
b) recouvrement faible.
Les lignes en pointillés rappellent que
les niveaux d’énergie des O.M. sont
ceux de fonctions obtenues par combinaison
linéaire des O.A. dont sont
représentés les niveaux d’énergie.
(*) Une espèce est paramagnétique si
elle possède au moins un électron célibataire
; elle est diamagnétique si elle
n’en possède aucun.
Il est alors possible d’établir un diagramme de corrélation énergétique qui associe
les niveaux d’énergie orbitalaire de l’édifice diatomique (ils sont placés au
centre du schéma) aux niveaux d’énergie des O.A. des atomes (à gauche et à
droite). Les niveaux des O.M. sont conventionnellement corrélés aux niveaux
des O.A. qui leur ont donné naissance, par le biais de traits pointillés (doc. 10).
A
j –
1
A2 A 2
a) b)
A 1
E
c 1
j +
c 2
Conventionnellement, une O.M. est représentée à partir des O.A. qui la
constituent.
La couleur, ou l’absence de couleur, renseigne sur le signe de la fonction.
La taille de l’O.A. est en rapport avec la valeur du coefficient C ij de l’O.A.j
dans la combinaison linéaire exprimant l’O.M. j i.
2.2 Édifices diatomiques homonucléaires
2.2.1. Configuration électronique
Envisageons les molécules H 2 et He 2 et/ou les ions diatomiques comparables
à l’ion H 2 + , tels H2 – , He2 + , He2 2+ , …
Les conclusions auxquelles conduit la méthode C.L.O.A. pour l’ion H 2 + peuvent
être directement utilisées ici, puisque les seules O.A. disponibles pour ces
systèmes sont encore des orbitales 1s . Il y aura toujours formation potentielle
d’une O.M. liante de type s s et de son homologue antiliante s * s .
La configuration électronique d’un édifice polyatomique dans son état fondamental
est établie en occupant, avec les électrons de valence de l’édifice, les
O.M. de niveaux d’énergie les plus bas afin d’obtenir l’état énergétique le plus
stable. Le remplissage des O.M. se fait en respectant le principe de Pauli et la
règle de Hund.
La configuration électronique moléculaire qui en résulte caractérise l’espèce
diatomique considérée dans son état fondamental et permet d’en prévoir certaines
propriétés physiques (magnétisme (*) , stabilité) ou chimiques (rédox).
Une notion importante doit être introduite : l’indice de liaison I aussi appelé
ordre de liaison :
L’indice de liaison se définit comme la demi-différence entre les sommes
Σ N etΣ N* du nombre d’électrons peuplant respectivement les niveaux
liants et antiliants :
1
I = .
2 S N – N
La valeur de l’indice de liaison I indique le nombre de liaisons que
possède la molécule.
* S
c 1
A 2
j –
j +
c 2
A 2