La chimie organique, vue par la théorie des orbitales

Thèmes abordés

Sciences - Ingénierie - Industrie, Chimie organique, orbitales, logiciel de modélisation, molécule, électrons, équation de Schrödinger, orbitale atomique OA, état dégénéré, spins parallèles, liaison chimique, théorie de Lewis, effet mésomère donneur, hyperconjugaison

Résumé du document

La chimie est partout autour de nous, elle constitue la vie et la nature. Les processus biologiques s'appuient sur des réactions chimiques multiples. On parle de chimie organique lorsque les composés étudiés sont composés d'atomes de carbone, d'hydrogène, d'azote ou d'oxygène. Il s'agit des quatre atomes (CHON) essentiels au vivant. Au cours des siècles d'études, les méthodes de description et les techniques ont évolué pour devenir plus précises et permettent une meilleure compréhension de la chimie et du monde en général.
La chimie organique s'appuie également sur la physique et les mathématiques. C'est au travers de l'équation de Schrödinger et des propriétés physiques que la théorie des orbitales a pu être formulée.

Extraits

[...] Le principe de Hund impose que les électrons occupent un maximum d'état dégénéré avec des spins parallèles. La liaison chimique La théorie de Lewis : il s'agit d'une liaison localisée, c'est-à-dire une mise en commun de deux électrons. La théorie des orbitales moléculaires : Il s'agit d'une liaison délocalisée, les électrons sont délocalisés sur l'ensemble de la structure moléculaire. Les liaisons sont les liaisons multiples présentent dans la molécule. Celle-ci correspondent au recouvrement des orbital atomique p dites pure. On les dits pure car elle ne s'hybride. [...]

[...] Amélioration de la théorie de Lewis : Les orbitales atomiques doivent se recouvrir. Une forme de Lewis ne correspond qu'aux électrons de valences La délocalisation des électrons concerne les électrons des liaisons . On hybride un atome terminal comme le carbone sur lequel il est lié par commodité. Exemple d'hybridation : La géométrie tétraédrique est la géométrie la plus stable pour tout atome non terminal possédant 8 électrons dans sa couche de valence. La géométrie permet aux électrons d'être le plus éloigné possible, c'est la règle de Gillespie. [...]

[...] La chimie organique, vue par la théorie des orbitales La chimie est partout autour de nous, elle constitue la vie et la nature. Les processus biologiques s'appuient sur des réactions chimiques multiples. On parle de chimie organique lorsque les composés étudiés sont composés d'atome de carbone, d'hydrogène, d'azote ou d'oxygène. Il s'agit des quatre atomes (CHON) essentielles au vivant. Au cours des siècles d'études, les méthodes de description et les techniques ont évolué pour devenir plus précise et permettent une meilleure compréhension de la chimie et du monde en générale. [...]

[...] Les nucléons sont l'ensemble des neutrons et des protons du noyau. Les électrons jouent le rôle de colle et la réaction chimique correspond à la réorganisation du cortège électronique. Peut-on savoir où sont les électrons ? Non, on ne peut pas déterminer spécifiquement la position des électrons. On utilise une fonction d'onde selon l'équation de Schrödinger. On ne peut que donner l'état d'une particule, c'est-à-dire une fonction d'onde purement mathématique. Résolution de l'équation de Schrödinger : Hφ=Eφ> L'énergie potentiel doit prendre des valeurs d'énergie stable. [...]

[...] Il y a donc 8 équations d'orbitale moléculaire. Les électrons de cœur n'entrent pas dans la liaison chimique. La théorie du lien de valence est complétée par l'hyperconjugaison. La stabilité du carbocation augmente avec sa polarisabilité qui augmente avec son nombre de substituant. Un groupement alkyl est donneur dans un système , il stabilise un carbocation par hyperconjugaison effet mésomère donneur L'ensemble de ces caractéristiques sont utilisés en chimie organique pour justifier la réactivité lors d'une réaction de chimie organique. [...]