Le
modèle des orbitales moléculaires (OM)
La liaison chimique peut être décrite comme le recouvrement d'orbitalaire des orbitales atomiques (OA), c'est-à-dire par combinaison linéaire des orbitales atomiques (CLOA).
Ce modèle issu de la mécanique quantique vient compléter le modèle de Lewis, limité pour décrire certains phénomènes, comme le paramagnétisme du dioxygène.
L'application de la mécanique quantique aux électrons d'un atome permet d'associer à une électron une fonction d'onde y. Cette fonction d'onde permet de construire une une orbitale atomique (OA). Le carré de cette fonction d'onde représente la probabilité de présence de l'électron en un point (espace élémentaire) donné.
La combinaison de deux OA permet d'obtenir une OM elle même établie par combinaison linéaire des OA : CLOA.
Une OM peut contenir soit 0, soit 1 soit 2 électrons. Ces deux électrons sont forcément à spins antiparallèles.
L'OM consiste donc en un recouvrement des deux OA, comme le montre la figure ci-contre. Selon la forme des OA (de type s, p, d ou f), le recouvrement orbitalaire sera axial ou latéral. On appellera les liaisons axiales des liaisons s et les liaisons latérales des liaisons p.
Voici un diagramme permettant de comparer la position relative des OM sur une échelle d'énergie.
E
¾ s * : niveau d'énergie des électrons sigma antiliants ¾ p* : niveau d'énergie des électrons pi antiliants ¾ n : électrons non-liants
¾ p : électrons de la liaison pi liante ¾ s : électrons de la liaison sigma liante
Les diagrammes d'OM des molécules diatomiques homonucluéaires
Bibliographie
- Hoffman D.K., Ruedenberg K. et Verkade J.G. 1977 - A Novel Pictorial Approach to Teaching MO Concepts in Polyatomic Molecules - J. Chem. Ed., 54, p. 590-595.
Approfondissement
- Pisani L., André J.-M., André M.-C. et Clementi E. 1993 - Study of Relativistic Effects in Atoms and Molecules by the Kinetically Balanced LCAO Approach - J. Chem. Ed., 70, p. 894-901.
