CHIMIE

Le recouvrement est d’autant plus efficace que les
énergies des O.A. qui interagissent sont plus proches :
on peut donc considérer, en première approximation,
la seule interaction de 1s(H) et 2p z(F).
3) Le nombre total d’électrons de valence à prendre
en compte est égal à 7 + 1 = 8. La configuration électronique
de la molécule de fluorure d’hydrogène dans
son état fondamental s’en déduit : 1s 2 2s 2 n x 2 ny 2 .
4) Les O.A. 2p x et 2p y du fluor n’interagissent pas
avec l’O.A. 1s(H) : elles sont donc entièrement développées
sur le seul atome de fluor et constituent les
O.M. non liantes n x et n y (*) .
5) Avec quatre doublets d’électrons de valence à placer,
la représentation de Lewis de la molécule s’écrit :
H— — F — |
(*) On appelle orbitale non liante une
orbitale moléculaire au même niveau
d’énergie que dans l’atome.
Dans un spectre E.S.C.A., une bande
fine correspond à l’arrachement d’électrons
décrits par une O.M. non liante
alors que les bandes multiples correspondent
à l’arrachement d’électrons
décrits par des O.M. liantes ou antiliantes.
Structure électronique des molécules
3.5 Spectroscopie photoélectronique
10
La liaison simple entre Het F correspond à l’O.M.
2s. L’O.M. 1s d’énergie très voisine de celle de l’O.A.
2s de l’atome de fluor peut être considérée comme
non liante. Les trois doublets libres de F correspondent
donc aux O.M. non liantes 1s, n x et n y.
6) L’O.M. 2s est plus proche en énergie de l’O.A.
2p z(F) que de l’O.A. 1s(H) : le coefficient de l’O.A.
2p z(F) est donc plus important que celui de l’O.A.
1s(H) dans la combinaison linéaire qui définit l’O.M.
2s à partir de ces deux O.A. Par conséquent, le doublet
d’électrons décrit par l’O.M. 2s sera plus proche
du noyau de fluor que de celui d’hydrogène (doc. 33) ;
ce qui est en accord avec la polarisation de la liaison
que l’on peut prévoir par comparaison des électronégativités
du fluor et de l’hydrogène.
Pour s’entraîner : ex. 9
COURS
La spectroscopie photoélectronique aussi appelée spectroscopie électronique
pour analyse chimique (E.S.C.A. pour electronic spectroscopy for chemical
analysis), permet de déterminer les niveaux d’énergie moléculaire.
Elle utilise des photons d’énergie élevée, de l’ordre du millier d’électronvolt,
afin d’arracher des électrons à des molécules d’une substance prise à l’état
gazeux. La mesure de l’énergie cinétique des électrons arrachés permet de déterminer
les énergies d’ionisation de ces molécules.
Si l’ionisation de ces molécules ne s’accompagne pas de réorganisation électronique
(cf chap. 9 § 6.3.3.), les énergies d’ionisation mesurées permettent de
déterminer les énergies des O.M. occupées dans les molécules étudiées.
Ainsi, l’énergie de première ionisation de la molécule de dihydrogène est égale
à 15,45 eV alors que celle de l’atome d’hydrogène vaut 13,6 eV. Ces résultats
montrent que les électrons décrit par l’O.M. s s de la molécule de dihydrogène
sont plus liés aux noyaux d’hydrogène que ne l’est l’électron décrit par l’O.A.
1s au noyau de l’atome d’hydrogène.
Le document 35, page suivante, présente les spectres photoélectroniques des
molécules diatomiques homonucléaires les plus stables de la seconde période,
les molécules de diazote, de dioxygène et de difluor.
Les énergies d’ionisation mesurées sont sensiblement égales aux valeurs absolues
des énergies des O.M. mises en jeu.
Ces spectres permettent de retrouver le caractère corrélé ou non des diagrammes
d’O.M. correspondants.
Ils montrent, de plus, que seule la molécule de diazote possède des O.M. non
liantes puisque seul son spectre présente deux bandes d’absorption fines, correspondant
aux O.M. s sz* et s zs, caractéristiques des O.M. non liantes.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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