La liaison chimique ...  Nature, propriétés et symbolisation de la liaison chimique ...


Compléter le diagramme des OM pour les éléments de la deuxième période (Li2, Be2, B2, C2, N2, O2 et F2) proposé
ci-dessous, calculer l’ordre des liaisons et donner les propriétés magnétiques.

On peut présenter ce diagramme en échelle d'énergie relative pour mieux comprendre l'inversion après l'azote :

On constate que globalement, que
l'énergie des orbitales moléculaires
descend* dans l'échelle proposée
mais que l'énergie de l'orbitale σ2p
descend plus rapidement que celle
de l'orbitale π2p aussi, on observe
une inversion entre l'azote et
l'oxygène.

*l'échelle est négative aussi lorsque
l'énergie augmente, elle est plus
importante en valeur absolue et précédée
du signe moins, elle descend dans
l'échelle proposée. Pensez au croisement
des énergies des orbitales atomiques s
et d que nous avons vu précédemment.

Ci-dessous, on complète le schéma proposé par les électrons correspondant à chacun des atomes :

La molécule Li2 est possible puisque son indice de liaison est de (2 - 0) / 2 = 1

La molécule Be2 ne peut exister puisque son indice de liaison est de (2 - 2) / 2 = 0 donc il n'y a pas de stabilisation
apportée par la création de la molécule (il n'y a pas d'énergie ni de longueur de liaison).

La molécule B2 est possible puisque sont indice de liaison est de (4 - 2) / 2 = 1
les deux orbitales π2p sont de même énergie et comme pour les orbitales atomiques (règle de Hund) leur remplissage se
fera par un électron de spin positif avant de compléter avec un deuxième de spin négatif aussi cette molécule présentera
des propriétés magnétiques (il possède des électrons célibataires ou non appariés).

La molécule C2 est possible
puisque son indice de liaison
est de (6 - 2) / 2 = 2

La molécule N2 est possible
puisque son indice de liaison
est de (8 - 2) / 2 = 3
C'est la molécule qui
possède le plus d'électrons
dans les niveaux liants et
simultanément le moins dans
les niveaux non liants.

La molécule O2 est possible
puisque son indice de liaison
est de (8 - 4) / 2 = 2
Comme pour B2 la répartition

des électrons conduit à des électrons non appariés qui conféreront des propriétés magnétiques à la molécule.
Le modèle de Lewis ne permet pas d'expliquer ce phénomène et cette théorie complète parfaitement celle de Lewis.

La molécule F2 est possible puisque son indice de liaison est de (8 - 6) / 2 = 1

On constate que deux molécules possèdent des propriétés magnétiques qui sont expliquées par cette théorie.
Les énergies de liaison en kJ/mol. sont de :
  • 105, 154 et 289 correspond aux indices de liaison de 1
  • 494 et 589 correspond aux indices de liaison de 2
  • 942 correspond aux indices de liaison de 3
On peut en déduire des ordres de grandeur des liaisons simples (100 à 300), doubles (500 à 600) ou triples (900 à 1000).
Pour les longueurs de liaison, il est plus difficile de proposer des conclusions simples car la taille des atomes intervient
également.

 

Pensez à vérifier vos acquis et cochez les cases à la première page lorsque vous vous sentez capable de répondre à la requête proposée.


Atomistique et liaison chimique            La liaison chimique            Enoncé                   
Pr Robert Valls                                                                                                                                                        robert.valls@univ-amu.fr