CHIMIE

Doc. 33 Les lignes d’isodensité
électronique montrent que la densité
électronique est plus importante
au voisinage de l’atome de
fluor qu’au voisinage de l’atome
d’hydrogène.
Structure électronique des molécules
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COURS
L’étude des valeurs numériques présentées dans le document 32 montre que
plus l’indice de liaison est élevé, plus l’énergie de liaison (énergie qu’il faut
fournir pour casser la molécule A 2 gazeuse, c’est-à-dire pour obtenir les deux
atomes A gazeux) est importante et la longueur séparant les deux noyaux dans
la molécule petite.
Nous pouvons noter que les molécules de difluor et de dilithium ont des indices
de liaison identiques mais des énergies de liaison différentes. Ceci peut être
expliqué avec la différence de l’extension spatiale des O.A. des atomes de
lithium et de fluor : le rayon atomique d’un atome de lithium (élément du début
de la seconde période) est plus grand que le rayon atomique d’un atome de fluor
(avant dernier élément de la seconde période). Le recouvrement des O.A. qui
interagissent est donc plus efficace dans le cas du fluor que dans celui du lithium.
L’analyse de ces diagrammes d’orbitales moléculaires permet aussi de prévoir
l’évolution de la distance de liaison dans un édifice diatomique homonucléaire
lorsque cet édifice perd ou gagne un ou des électrons.
Ainsi :
• dans la molécule de diazote N2 de configuration électronique :
s sz 2 ssz *2 px 2 py 2 szs 2
d’indice de liaison I = 3, la longueur de liaison est égale à d = 110 pm ;
• dans l’ion N 2 + , de configuration électronique :
s sz 2 ssz *2 px 2 py 2 szs 1
d’indice de liaison I’ = (7 – 2) = 2,5, la longueur de liaison est égale à
d’ = 112 pm. L’indice de liaison de N 2 + est inférieur à celui de N2, la distance
d’équilibre entre les deux noyaux dans N 2 est inférieure à celle dans N 2 + .
3.4 Cas des molécules diatomiques hétéronucléaires
Les résultats obtenus pour les molécules diatomiques homonucléaires A 2 sont
généralisables aux autres molécules et en particulier aux molécules diatomiques
hétéronucléaires AB.
Présentons les principaux résultats correspondant à l’étude de tels édifices.
L’interaction de deux O.A. c1 et c 2 d’énergies différentes mais de même symétrie
par rapport aux éléments de symétrie de la molécule (l’axe de la liaison
dans ce cas), conduit à la formation :
• d’une O.M. liante j, j = c 11 . c 1 + c 12 . c 2 ;
• et d’une O.M. antiliante j*, j* = c 21 . c 1 + c 22 . c 2.
Pour s’entraîner : ex. 7 et 8
Cette interaction est d’autant plus forte que le recouvrement de ces deux O.A.
est plus important et que la différence entre leurs niveaux d’énergie est plus
faible.
Dans l’O.M. liante, le coefficient le plus important est celui de l’O.A. d’énergie
la plus basse alors que dans l’O.M. antiliante c’est celui de l’O.A. d’énergie
la plus élevée. Ces différences de coefficient vont se traduire par des
différences de densité électronique existant au voisinage des deux atomes dans
la molécule (doc. 33)
Le document 34, page suivante, présente le diagramme énergétique des O.M.
obtenues ainsi que leur représentation conventionnelle.
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