qui traduisent déjà la symétrie de la molécule de méthane. On peut montrer que les
orbitales 2.v, 2/\, 2pv, 2pz, du carbone peuvent être remplacées par 4 OA hybrides de
ces dernières. On parle d'hybridation de type sp3, ou d’hybridation tétraédrique. Par
recouvrement des 4 OA sp3, avec les 4 OA de type 1s des hydrogènes, on peut
former 4 OM de type o, qui permettent de décrire les 4 liaisons carbone-hydrogène
identiques.
On définit de même des OA hybride de type sp2 (doubles liaisons) et de type sp (triples
liaisons).
I Remarque
| Les molécules cycliques, comme le benzène C6H6, peuvent être décrites, par
j plusieurs formules; on parle alors de formes mésomères (voir E. Marche, Chimie
organique, Dunod, 2005, chapitre 4). Cette structure est un cycle hexagonal, formé
de trois simples liaisons en alternance avec trois doubles liaisons, ce qui devrait
conduire à l’observation de 2 valeurs de longueurs de liaison. Or l’expérience
montre que les liaisons sont équivalentes. On le comprend, en considérant que les
6 atomes de carbone sont hybridés sp2, et forment donc 6 liaisons s, par recouvrement des orbitales hybrides. Les orbitales hybrides restantes sont engagées dans les
liaisons avec les hydrogènes.
Il reste donc, sur chaque carbone, une orbitale p, d’axe perpendiculaire au plan de
l’hexagone. Ces 6 orbitales p se combinent pour donner 6 OM de type n (3 liantes/
3 antiliantes), qui correspondent à des électrons délocalisés sur l’ensemble du cycle.
Cette combinaison stabilise la molécule par résonance.
3.5. MOMENT DIPOLAIRE
Les doublets de liaison ne sont pas partagés de manière symétrique, entre deux
atomes d une molécule hétéronucléaire, du fait de leurs électronégativités différentes. On dit que la molécule est un dipôle électrique (voir cours de physique), ou
qu elle est polaire. Les barycentres des charges négatives et positives ne sont pas
confondus. On considère que la molécule, neutre globalement, a une charge + q, sur
l’atome le moins électronégatif (le plus électropositif), et une charge - q, sur l’atome
le plus électronégatit. On caractérise alors cette situation par le moment dipolaire
de la molécule m. Il vaut :
\x-q ■ d avec d. distance entre les charges
Le moment dipolaire est un vecteur orienté de + q vers - q (pour les chimistes).
On exprime le moment électrique en Debye (1 D = 3,34 x 1O~30 S • I). Pour 2 charges. e et - e, distantes de 1 Angstrom. p vaut 4,8 D. Donc, pour des charges quelconques q et - q. on exprime le moment selon :
p = 4,8(ç/e) • d avec d en Angstrom
orbitales 2.v, 2/\, 2pv, 2pz, du carbone peuvent être remplacées par 4 OA hybrides de
ces dernières. On parle d'hybridation de type sp3, ou d’hybridation tétraédrique. Par
recouvrement des 4 OA sp3, avec les 4 OA de type 1s des hydrogènes, on peut
former 4 OM de type o, qui permettent de décrire les 4 liaisons carbone-hydrogène
identiques.
On définit de même des OA hybride de type sp2 (doubles liaisons) et de type sp (triples
liaisons).
I Remarque
| Les molécules cycliques, comme le benzène C6H6, peuvent être décrites, par
j plusieurs formules; on parle alors de formes mésomères (voir E. Marche, Chimie
organique, Dunod, 2005, chapitre 4). Cette structure est un cycle hexagonal, formé
de trois simples liaisons en alternance avec trois doubles liaisons, ce qui devrait
conduire à l’observation de 2 valeurs de longueurs de liaison. Or l’expérience
montre que les liaisons sont équivalentes. On le comprend, en considérant que les
6 atomes de carbone sont hybridés sp2, et forment donc 6 liaisons s, par recouvrement des orbitales hybrides. Les orbitales hybrides restantes sont engagées dans les
liaisons avec les hydrogènes.
Il reste donc, sur chaque carbone, une orbitale p, d’axe perpendiculaire au plan de
l’hexagone. Ces 6 orbitales p se combinent pour donner 6 OM de type n (3 liantes/
3 antiliantes), qui correspondent à des électrons délocalisés sur l’ensemble du cycle.
Cette combinaison stabilise la molécule par résonance.
3.5. MOMENT DIPOLAIRE
Les doublets de liaison ne sont pas partagés de manière symétrique, entre deux
atomes d une molécule hétéronucléaire, du fait de leurs électronégativités différentes. On dit que la molécule est un dipôle électrique (voir cours de physique), ou
qu elle est polaire. Les barycentres des charges négatives et positives ne sont pas
confondus. On considère que la molécule, neutre globalement, a une charge + q, sur
l’atome le moins électronégatif (le plus électropositif), et une charge - q, sur l’atome
le plus électronégatit. On caractérise alors cette situation par le moment dipolaire
de la molécule m. Il vaut :
\x-q ■ d avec d. distance entre les charges
Le moment dipolaire est un vecteur orienté de + q vers - q (pour les chimistes).
On exprime le moment électrique en Debye (1 D = 3,34 x 1O~30 S • I). Pour 2 charges. e et - e, distantes de 1 Angstrom. p vaut 4,8 D. Donc, pour des charges quelconques q et - q. on exprime le moment selon :
p = 4,8(ç/e) • d avec d en Angstrom