Atomistique et Orbitales Moléculaires

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Anguélos
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Atomistique et Orbitales Moléculaires

14 septembre 2026, 14:46

Bonjour !
J'avais d'abord une petite question sur le cours sur l'atomistique, où à la fin on parle d'affinité électronique (AE) et d'électronégativité: du coup le fluor est l'atome le plus électronegatif et (je suppose) celui avec la plus grande AE, mais du coup qu'en est-il de F- (l'anion correspondant) ? Est-il toujours électron était ? Et son AE ? Et du coup, je ne vois pas trop la différence entre les 2... Genre à quoi ça sert d'avoir 2 concepts alors que ça parle de la même chose (ou peut-être pas ???)
Et aussi quel est le lien entre le modèle de Bohr et le modèle quantique, est-ce qu'ils sont complémentaires, traitent de choses différentes ou... Car je ne vois pas du coup pourquoi avoir un modèle spécifique pour les atomes hydrogénoïdes (Bohr) alors que la quantique décrit tout.
Ensuite, pour le cours sur les OM, question similaire: quel lien entre LCAO (combinaison linéaire des orbitales atomiques) et la théorie de l'hybridation ? Et est-ce que toutes les liaisons entre 2+ atomes sont sous la forme d'orbitales hybrides (sp, sp²...) (sans parler des liaisons π). Si oui quel est l'hybridation du fluor par exemple dans une molécule comme H3CF (en fait je ne vois pas comment il peut être en état excité puisque sa configuration électronique de base est 1s²2s²2p5...)
Voilà, Merci d'avance pour vos réponses et désolé si ça fait beaucoup de questions 😅
Dernière modification par Anguélos le 15 septembre 2026, 15:58, modifié 1 fois.

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Alexanne
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Re: Atomistique et Orbitales Moléculaires

15 septembre 2026, 13:37

Hello Anguélos,
Je vais essayer de répondre à toutes tes questions pour que tu puisses y voir plus clair. (De manière succincte, peut-être pas, excuse-moi par avance)

Tour d’abord, concernant l’atomistique, il faut bien distinguer la différence entre les deux concepts que tu as cité :
- L’Affinité électronique correspond à une énergie et s’exprime en eV. Elle correspond à l’énergie que va libérer ton atome lorsqu’il capte un électron. Autrement dit, elle nous permet de savoir quand un atome adopte un nouvel un électron par la libération d’une certaine quantité d’énergie. A l’inverse, l’énergie d’ionisation (EI) correspond aussi à une énergie mesurée en eV mais à l’énergie minimale que doit recevoir l’atome pour cette fois ci libérer un électron et atteindre un niveau d’ionisation.
- L’électronégativité quant à elle n’est pas UNE ENERGIE car cette grandeur n’a pas d’unité donc n’est pas mesurable. Elle est utilisée pour rendre compte de la capacité des atomes à attirer les électrons des autres avec qui ils sont engagés dans des liaisons chimiques. Pour faire simple, imagine une molécule formée par deux atomes. L’un d’entre eux est plus électronégatif signifie qu’il attire les électrons de l’autre atome avec lequel il est impliqué dans la liaison covalente. C’est un terme utilisé pour savoir « qui est le big boss entre les deux atomes dans LA LIAISON ». L’électronégativité va donc être surtout utilisée pour qualifier les liaisons chimiques (covalentes polarisées et non polarisées ou liaison de coordination) formées par des atomes dans une molécule et peu pertinente pour parler des ions.
Donc retiens que AE et EI sont des énergies mesurables en eV et que l’électronégativité concerne les atomes engagés dans les liaisons covalentes. Le Fluor est bien le plus électronégatif dans l’echelle de Pauling avec une valeur de 4.

Ensuite concernant le modèle de Bohr et le modèle quantique, ils sont bien complémentaires. La petite nuance est la chronologie et l’évolution du modèle de Bohr. Les études sur les électrons ont commencé expérimentalement par trois scientifiques dont le scientifique suisse Balmer qui a trouvé une formule empirique. Bohr a ensuite justifié par la théorie (postulats de Bohr) cette formule empirique. En effet Bohr a émis deux postulats qui seront retrouvés dans le modèle quantique mais il a fait ses études sur un système hydrogénoïde et plus précisément sur l’atome d’Hydrogène et non sur les atomes poly électroniques. Son modèle décrit des orbites circulaires autour du noyau sur laquelle peuvent se trouver l’électron (dans le cas d’un système hydrogénoïde (tout système à un seul électron autour du noyau de charge Z)). Je te rappelle ses postulats :
1- L’electron ne rayonne pas lorsqu’il est sur l’orbite
2- L’electron rayonne QUE en changeant d’orbite (la notion de photon va intervenir ici)
Ensuite, il parle des différents niveaux des orbites (fondamental, excité etc…) avec des énergies et rayons différents calculables pour un système hydrogénoïde grâce à l’Energie de Rydberg et au rayon de première orbite ou orbite de Bohr.
Le modèle quantique découle de toutes ces études pour en savoir plus sur la probabilité de présence d’un électron sur les différentes orbitales de TOUS les atomes : systèmes hydrogénoide et polyélectroniques ! En effet, grâce à l’équation de Schrödinger, le modèle quantique s’applique à tous les atomes avec un niveau de complexité différente : résolution exacte de l’équation où on ne tient compte du seul nombre quantique n et résolution plus complexe pour les atomes polyélectroniques où on tient compte des autres nombres quantiques l et m.

Enfin, (promis je fais au plus vite, mon pauvre, je te fais un tunnel), la différence entre la LCAO et l’hybridation est bien présente : il y a des orbitales moléculaires et orbitales hybrides !
- Dans la combinaison des orbitales atomiques LCAO, deux orbitales atomiques de deux atomes différents sont combinées pour former deux orbitales moléculaires. Par exemple, la molécule de dihydrogène (H2) combine les deux orbitales 1s1 des deux atomes d’hydrogènes pour former deux orbitales moléculaires.
- Dans la méthode de l’hybridation, la combinaison se fait au sein des orbitales atomiques d’un même atome. Cela aboutit à des orbitales hybrides et non moléculaires !!! Par ailleurs, cette combinaison linéaire ne concerne pas toutes les liaisons !!! L’hybridation intervient lorsque les électrons d’un atome sont tous appariées. Or, pour former une liaison, les électrons doivent être célibataires. Par l’hybridation, l’atome est un petit peu excité pour former des orbitales hybrides sp. Par exemple, ici, l’atome Carbone dans ta molécule peut former des orbitales hybrides car sa configuration atomique correspond à 2s2 2p2. Ici, deux électrons sont non appariés mais pour faire 4 liaisons (et ainsi respecter la règle de l’octet), il faut 4 électrons non appariés. Par la petite excitation de m’atome, un électron de la sous couche s est déplacé dans la 3ème orbitale de la sous couche p pour avoir 4 électrons non appariés (s1, px1, py1, pz1). Se combinent alors 1 orbitale s et 1 orbitale p pour former 2 orbitales sp.
- Cependant ton atome de Fluor, ne forme qu’une seule liaison étant donné qu’il a toutes ses orbitales de la sous couche p occupées par des électrons et qu’une seule parmi les 3 possède un électron non apparié. Ainsi, l’atome de Carbone peut former 4 liaisons (grâce aux 2 orbitales sp et aux 4 électrons non appariés) et le Fluor 1 liaison grâce à son électron non apparié.

Ok, je t’ai vraiment tué dans mes réponses, j’espère que tu y vois un petit peu plus clair, sinon n’hésite pas à venir demain à la perm tuteur, bisouss
Alexanne

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Anguélos
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Re: Atomistique et Orbitales Moléculaires

15 septembre 2026, 16:05

Salut Alexanne,

Ne t'inquiète pas je m'attendais bien à une réponse si longue ! Merci d'ailleurs c'était très détaillé et ça m'a beaucoup aidé !

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