CHIMIE

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COURS
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Structure électronique des molécules
APPLICATION 3
Configuration électronique de la molécule de dibore
Montrer que le paramagnétisme de la molécule de
dibore B 2 impose l’existence de corrélations 2s–2p.
Le bore ([He] 2s 2 2p 1 ) ayant 3 électrons de valence,
il faut placer 6 électrons dans le diagramme O.M. de
la molécule B 2 .
L’utilisation d’un diagramme
d’O.M. simple (doc. 25 a)
conduit à la configuration
électronique moléculaire
s2 sss ∗2 s2 z,
pour laquelle tous
les électrons sont appariés,
situation caractéristique d’un
état diamagnétique.
Ce schéma qui aboutit à des
conclusions contraires à l’expérience
est donc à rejeter.
E (eV)
Li Be B C N O F Ne
Doc. 26 Évolution des niveaux
d’énergie 2s et 2p des éléments de la
deuxième période.
2p
2s
En revanche, le remplissage des niveaux d’un diagramme
O.M. corrélé (doc. 25 b) conduit à la configuration
électronique moléculaire s s 2 ss ∗ 2 p x 1 py 1.
Cette situation est donc compatible avec l’existence
d’un état paramagnétique.
B 1
B2 B 1
B B2 2 B 2
a) b)
2p 1
s
p∗
x p∗
y
p∗
x p∗
y
∗ s
z
∗ zs
p x
s ∗ s
s z
s s
p y
2p2 2p1 s 2p zs
2
s ∗ 2s1 2s2 2s1 sz 2s2 Doc. 25 Diagramme d’orbitales moléculaires de la molécule B 2 :
a) non corrélé ; b) corrélé.
3.3.3. Comparaison des molécules A 2
■ Caractère corrélé ou non du diagramme d’O.M.
La différence d’énergie entre les O.A. s et p augmente régulièrement au cours
de la deuxième période en passant de 1,8 eV pour le lithium à 26,8 eV pour le
néon (doc. 26). Dans la pratique, l’écart reste faible pour les éléments de numéro
atomique Z 7 (du lithium à l’azote compris) et devient très important audelà
(de l’oxygène au néon).
Pour la première série ( A = Li , Be , B , C et N ), les énergies des O.A. 2s et
2p sont voisines et les interactions 2s –2p ne sont pas négligeables ; le diagramme
des O.M. corrélé est donc nécessaire, en particulier pour la description
des molécules B2 , C 2 et N 2 .Ces interactions deviennent ensuite négligeables
pour la seconde série ( A = O , F et Ne ) ; le diagramme des O.M. simple s’applique
donc pour ces éléments.
L’évolution est semblable, mais plus réduite au cours de la troisième période,
les écarts entre niveaux 3s et 3p allant de 1,6 eV pour le sodium à 13,4 eV pour
l’argon. Pour la troisième période, le diagramme corrélé redevient alors nécessaire,
d’où :
Toutes les molécules diatomiques homonucléaires A 2 des deuxième et troisième
périodes se décrivent avec un diagramme d’orbitales moléculaires
corrélé, sauf lorsque l’élément A est l’oxygène, le fluor ou le néon.
p x
s sz
p y
Pour s’entraîner : ex. 6