Hybridation et orbitales moléculaire de la molécule CO3,2-

Résumé du document

Ce document présente la recherche de l'hydratation adéquate d'un atome, appliquée à la molécule CO3,2-.Il y a plusieurs façons de trouver l'hybridation d'un atome central d'une molécule : la méthode électrovalentielle, la méthode schématique et la méthode VSEPR. Ces trois méthodes sont présentées, illustrées et démontrées et dans le document.

Extraits

[...] Trois liaisons σ sont formées (avec une orbitale P d'un oxygène et une orbitale sp2 du carbone). Une liaison est formée (Avec l'orbitale pz du carbone et celle de l'oxygène). pz sp2 sp2 sp2 σ σ pz σ pz px px pz px px px px pz pz pz pz py py py py py py O O O C Remplissage des orbitales Il y a 24 électrons à placer dans ses orbitales. Essayons de raisonner de façon logique pour pouvoir placer ses électrons. [...]

[...] Une règle simple vous permet de trouver l'hybridation très rapidement électrons de valence Configuration sp 18 électrons de valence Configuration sp électrons de valence Configuration sp3 Le cycle recommence tous les six électrons 22 électrons de valence Configuration sp 24 électrons de valence Configuration sp électrons de valence Configuration sp3 Dans notre exemple la molécule CO32- Comporte 24 électrons de valence, la configuration à adopter est donc sp2 La méthode schématique Elle consiste à utiliser les orbitales atomiques. Prenons la molécule CO32- , l'atome central est C avec quatre électrons de valence. Les atomes d'oxygène entourant cet atome central ont besoin de deux électrons chacun pour respecter la règle de l'octet (règle qui indique que chaque électron dans sa configuration la plus stable doit nécessairement être entouré de 8 électrons). Ces atomes vont alors utiliser les électrons de C et celui-ci deviendra alors C4+. Les atomes d'oxygène occupent alors les orbitales devenues libres de C. [...]

[...] Pour faire une liaison il nous faut deux électrons en commun. Prenons notre liaison il nous faut un électron par orbitale pz concernée (en l'occurrence celle du carbone et de l'une des oxygène). Idem pour la liaison σ. A ce stade nous avons placé pour l'atome d'oxygène concerné un électron pz et un électron py. Reste à placer les électrons px sur la dernière orbitale libre px. Les électrons de la couche s ne sont pas ici représentés car ils n'ont pas forcément une grande importance (très enfouis dans le nuage électronique). [...]

[...] Il y a trois atomes d'oxygène D'où Ol = 4/3 NB : lorsque vous faites une orbitale moléculaire vous devez vraiment représenter tous les mécanismes qui existent. En effet j'ai représenté les orbitales des électrons du soufre plus haut en énergie car il est plus bas dans le groupe que l'oxygène et donc les électrons de valence du soufre sont plus haut en énergie ( les électrons des sous-couches étant plus nombreux ils repoussent plus fortement les électrons de valence). [...]

[...] Puisqu'il y a une liaison double déjà faite, l'orbitale pz du carbone est utilisée et il est donc impossible de faire une autre double liaison avec cette orbitale. Les deux autres oxygènes sont partiellement bloqués. Il y a donc deux orbitales non liantes. Attention à ne pas oublier les deux charges négatives sur les oxygènes. Orbitale moléculaire de CO32- C Hybr.M 3 O O.M s p p s sp2 pz σ s p πnl nl * σ* * Enfin l'ordre de liaison Ol Nombre d'électron liant – Nombre d'électron anti-liants Ici Ol = = 4 pour toute la molécule mais on veut cet ordre pour chaque atome. [...]