OM | H2, He2, N2, O2, F2 : Diagramme énergétique & liaisons

Описание: Dans ce Monde Quantique de la chimie de la théorie OM (Orbitale Moléculaire), voici les Diagrammes énergétiques des molécules d’homo atome (A-A) : H2 Dihydrogène, He2 Dihélium, N2 Diazote, O2 Dioxygène et F2 Difluor. De ces cinq diagrammes d’orbitales moléculaires, on en déduit comme je le montre le nombre de liaisons par cette méthode de calcul : ½ (nombre d’électrons liants moins le nombre d’électrons non liants), ainsi que le type de liaison : sigma et pi.
La mécanique ondulatoire permet d’expliquer l’énergie d’une liaison covalente. En effet, une liaison entre deux atomes est obtenue par combinaison linaire des orbitales de chaque atome et où le résultat conduit à la formation d’orbitales moléculaires (OM).
Je propose dans ma vidéo cinq exemples de liaison d’homo atome (type A-A). Aussi, avant de vous en parler, je vous rappelle que dans les atomes, les électrons se placent autour du noyau et sont représentés par des orbitales (1s, 2s, 2p, etc.) sur différents niveaux d’énergie. Ces orbitales représentent la probabilité de présence d’un électron autour du noyau. La théorie des orbitales moléculaires (OM) postule sur le même fondement : les électrons dans les molécules peuvent exister dans des orbitales d’énergie différentes qui donnent la probabilité de trouver l’électron à certains points particuliers autour de la molécule.
Pour établir l’ensemble des orbitales d’une molécule, il suffit d’additionner les fonctions d’onde de valence atomique des atomes liés (par combinaison linéaire d’OA).
A titre d’exemples de liaison des molécules diatomiques homonucléaires (molécules de la forme A), j’ai choisi de vous présenter cinq modèles A2 : H2 = 2 atomes d'Hydrogène, He2 = 2 atomes d'Hélium, N2 = 2 atomes d'Azote, O2 = 2 atomes d'Oxygène et F2 = 2 atomes de Fluor.
Dans mon premier cas pour la molécule H2 Dihydrogène (la molécule la plus simple d’homo atome), l’orbitale moléculaire est obtenue par combinaison des orbitales atomiques (OA) des deux atomes H (Hydrogène). Le diagramme des énergies croissantes donne naissance à deux liaisons de type sigma : la liaison sigma liante dédiée à la mise en commun d’un électron de chaque atome d’Hydrogène, et la liaison sigma étoile non liante dédiée sur laquelle il n’y plus électron à mettre en commun. Ce qui permet de calculer facilement ne nombre de liaisons possibles, ici = 1 liaison de type sigma d’énergie la plus basse.
Le deuxième exemple (He2 Dihélium ) démontre aucune liaison à l’aide du diagramme des OM entre deux atomes d’Hélium.
Dans le troisième exemple (N2 Diazote), à partir du diagramme des OM, j’explique la distribution des électrons des atomes d’azote dans les différentes liaisons selon les énergies de liaison : tout d’abord la liaison sigma et sigma étoile, puis les deux liaisons pi. A partir de ce diagramme il est simple de calculer le nombre de liaison à l’aide de la formule appropriée.
Le quatrième exemple (O2 Dioxygène) et le cinquième exemple (F2 Difluor) reposent sur le même principe.
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