Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

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AntoineS
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Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

25 novembre 2020, 17:35

Bonjour !

En révisant le cours du professeur Allouchi, je me suis aperçu que je n'avais pas bien saisi plusieurs points. J'ai donc plein de questions ! :?

1) Je n'arrive pas à comprendre comment on fait pour savoir si un doublet est liant ou pas.

2) Je ne comprends également pas quelle est la différence entre une flèche vers le haut et une flèche vers le bas dans les
OA / OM

3) Enfin, je ne comprends pas (malgré les différentes réponses du forum à ce sujet) le diagramme énergétique. La partie
centrale est-elle "l'assemblage" des deux parties sur le côté ? Comment sait-on si il faut remplir une orbitale pi ou sigma ?
Comment sait-on si on est en "up" ou en "down" ?

En remerciant d'avance la personne qui prendra le temps de combler mes lacunes ! :)
Antoine

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CAMéléons
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

25 novembre 2020, 17:37

Salut Antoine !

C’est parti pour un récap Allouchi !

1) Pour savoir combien de doublets non liants se forment autour d’un atome, il faut connaitre la structure électronique de celui-ci, et plus particulièrement la couche externe ! En effet, un doublet non liant est l’association de deux électrons de la couche externe, qui ne seront donc pas impliqués dans des liaisons covalentes !

Je vais prendre l’exemple du chlore (Z=17) pour illustrer cela ! Notre but est de trouver ce qu’on appelle la représentation de Lewis, qui présente l’organisation de la couche externe d’un atome !

• Premièrement, on doit trouver combien d’atomes sont présents sur la couche externe. On sait que la couche n=1 contient au max 2 électrons, n=2 en contient 8 …
Pour notre atome d’Al, on en met donc 2 dans la couche n=1 qui est donc maintenant totalement remplie. Il nous reste donc 15 électrons à placer : on remplie notre 2ème couche avec 8 électrons. Il en reste donc 7, que l’on va mettre dans la 3ème couche. Ces 7 électrons composeront donc la couche externe.
• Ensuite, on peut déterminer combien d’électrons vont faire des liaisons covalentes, et combien feront des doublets non liants. Pour cela on fait la représentation de Lewis. (Je te joins l’image). On va devoir placer nos électrons autour de l’atome de Cl. Il faut imaginer 4 cases quantiques autour cet atome, et qu’on les remplit au fur et à mesure ! Je t’ai représenté les cases quantiques, mais en général on les enlève par la suite !
• Ainsi en 1, on remplit chacune des cases quantiques avec un électron up.
• En 2 : Une fois nos cases remplies avec ces 4 électrons up, on remplit avec les électrons restants, qui seront down. Ici, il nous en restait 3, que j’ai mis en bleu clair.
• Ainsi, tu peux voir apparaitre des doublets, composés d'un électron up et un down. L’électron seul est celui qui va permettre de faire une liaison covalente ! Ici, il y a donc 3 doublets non liants et 1 électron célibataire

N’hésites pas à t’entrainer avec des atomes que l’on a donnés en colles !

2) Dans la réponse d'avant je t’ai parlé d’électron en up et en down.
Selon la règle de Hund, les électrons restent non appariés dans la mesure du possible. Ainsi, on placera d’abord un électron « Up », représenté par une flèche vers le haut. Cet électron est plus stable qu'un « down », que l’on représente avec une flèche vers le bas. Cette règle vaut pour le remplissage des cases quantiques, des diagrammes énergétiques et de la représentation de Lewis (même si les électrons sont représentés par des points sur celle-ci).

3) Je te remets le lien de la méthode pour faire le diagramme : https://forum.tutotours.fr/viewtopic.ph ... 9tique#p21

Ainsi, les électrons que l’on place au milieu correspondent à l’addition des électrons des couches externes des atomes qui composent ta molécule. Cela s’explique par le fait qu’une molécule se met en place par le partage des électrons célibataires des couches externes !

Pour remplir le diagramme, tu commences par le niveau d’énergie le plus bas, qui est donc le σ. Ensuite, tu remplies les étages du dessus, en pensant à mettre les électrons up avant les down. Tu procèdes ainsi jusqu’à ce que la totalité des électrons des couches externes de tes deux atomes soient placés. Par exemple, lorsque tu as deux orbitales sur le niveau π, tu remplis chaque orbitale d’abord avec un électron up chacune, et tu rajoutes ensuite les downs si besoin.

! La forme du diagramme varie en fonction de la sous couche sur laquelle tu te concentres. Apprend bien le modèle du diagramme pour une sous couche s (max 4 électrons au centre) et une sous couche p (max 12 électrons au centre). Tu peux prendre les corrections de colles, qui te permettront aussi de voir la répartition des orbitales sigma et pi sur le diagramme. Après, tu n'as juste qu'à remplir!

J’espère avoir pu t’aider, pense à séparer tes questions la prochaine fois !

N’hésite pas à demander si quelque chose est encore flou, bon courage ! :D
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AntoineS
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

25 novembre 2020, 20:23

Merci bcp CAMéléons pour cette réponse précise et rapide. J'ai bien compris maintenant le système !

Juste 3 dernières questions :

1) Lors du remplissage du diagramme, il est indiqué qu'il faut remplir les liaisons σ* avant les liaisons π* . Cependant, en m'entraînant sur le F2, j'ai l'impression qu'ils remplissent la π* avant. Quelle est l'ordre qu'il faut utiliser ?

2) Lorsqu'il y a des sous-couches "d" incomplètes, les liaisons en plus seront des liaisons π ?

3) Et peut-on faire un diagramme avec 3 atomes, par exemple CO2 ?

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CAMéléons
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

25 novembre 2020, 21:01

De façon générale, on remplie les liaisons σ, puis les liaisons π ,les liaisons π* et enfin les liaisons σ*.( J'avais en effet inversé sur l'autre réponse, c'est modifié ;) )

Lors d'interaction sp (le prof le préciserait dans un exercice), on assiste à une augmentation de σ qui remonte dans le
diagramme énergétique pour se placer au-dessus de π. L'ordre de remplissage devient donc: π, σ , π* et σ*.

Pour ta deuxième question, je ne comprends pas trop ce que tu entends par "liaisons en plus". Si tu veux parler de la nature des doublets non liants, ceux ci ne sont pas des liaisons covalentes (liaisons qui forment des molécules). On ne peut donc pas les qualifier de π ou σ.

Enfin, rassure toi, le Pr ne fera pas de diagramme à trois atomes, le mécanisme serait trop compliqué!

Passe une bonne soirée, la team bioch est derrière toi! :D

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AntoineS
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

26 novembre 2020, 08:21

Merci pour toutes ces réponses .

Pour ma question 2, je voulais simplement savoir quelle était la nature (sigma, pi) de la 4ème liaison dans le cas d'une liaison quadruple.

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CAMéléons
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

26 novembre 2020, 09:17

Re-Hello!!

Une liaison quadruple contient une liaison σ, deux liaisons π et une liaison δ!

A moins que tu n'es encore un peu de place pour retenir ce micro-détail, le Pr Allouchi ne le mentionne pas, donc ne t'embête pas à apprendre ça!

J'espère que l'atomistique n'a plus de secret pour toi maintenant, passe une bonne journée! :D

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AntoineS
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Re: Doublets liants et antiliants / Diagramme énergétique

26 novembre 2020, 10:35

Merci bcp !
tt est clair pour moi mtnt !
Antoine

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