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Chapitre 1 : Propriétés atomiques et moléculaires des éléments
Exercice 1.4. Effet Jahn-Teller
Dans le composé KCrF 3 , le chrome possède un nombre de coordination 6. L’analyse structurale permet d’obtenir les distances Cr–F : on localise
2 atomes de fluor à 200 pm de l’atome de chrome et 4 atomes de fluor distants
de 214 pm. Expliquer cet écrasement de l’octaèdre.
Par contre, dans K 2 CuF 4 , on observe une élongation de l’octaèdre avec
4 atomes de fluor à 192 pm de l’atome de cuivre et 2 atomes de fluor à 222 pm.
Quelle est la différence avec le premier cas ? En déduire les diagrammes d’orbitales moléculaires en accord avec ces deux résultats.
1
◦ ) Cas de KCrF 3
Le potassium ayant une charge formelle unique de + 1 et le fluor une
charge unique de – 1, le chrome (3d
5 4s
1 ) est donc sous la forme 2+,
c’est-à-dire d
4 . Le fluor est un ligand haut spin et induit une structure
électronique (t 2g )
3 (e g )
1 pour le Cr
2+ . La déformation de l’octaèdre sous
forme d’écrasement (z-in) provient d’un excès de charge négative dans
le plan xy, provoquant une répulsion plus grande des ligands. L’électron (e g )
1 est donc localisé sur l’OA d(x
2
− y
2 ). L’octaèdre O h est déformé en symétrie D 4h . Et il y a, comme le stipule le théorème de Jahn et
Teller, diminution de la symétrie et abaissement de l’énergie de l’orbitale
d(x
2
− y
2 ). Le diagramme d’OM est modifié comme suit :
Remarques :
a) Dans le cas du difluorure de chrome divalent CrF 2 , on observe
2 atomes de fluor à 243 pm du chrome et 4 atomes de fluor à 200 pm.
Cette structure correspond à une élongation de l’octaèdre, donc à
Chapitre 1 : Propriétés atomiques et moléculaires des éléments
Exercice 1.4. Effet Jahn-Teller
Dans le composé KCrF 3 , le chrome possède un nombre de coordination 6. L’analyse structurale permet d’obtenir les distances Cr–F : on localise
2 atomes de fluor à 200 pm de l’atome de chrome et 4 atomes de fluor distants
de 214 pm. Expliquer cet écrasement de l’octaèdre.
Par contre, dans K 2 CuF 4 , on observe une élongation de l’octaèdre avec
4 atomes de fluor à 192 pm de l’atome de cuivre et 2 atomes de fluor à 222 pm.
Quelle est la différence avec le premier cas ? En déduire les diagrammes d’orbitales moléculaires en accord avec ces deux résultats.
1
◦ ) Cas de KCrF 3
Le potassium ayant une charge formelle unique de + 1 et le fluor une
charge unique de – 1, le chrome (3d
5 4s
1 ) est donc sous la forme 2+,
c’est-à-dire d
4 . Le fluor est un ligand haut spin et induit une structure
électronique (t 2g )
3 (e g )
1 pour le Cr
2+ . La déformation de l’octaèdre sous
forme d’écrasement (z-in) provient d’un excès de charge négative dans
le plan xy, provoquant une répulsion plus grande des ligands. L’électron (e g )
1 est donc localisé sur l’OA d(x
2
− y
2 ). L’octaèdre O h est déformé en symétrie D 4h . Et il y a, comme le stipule le théorème de Jahn et
Teller, diminution de la symétrie et abaissement de l’énergie de l’orbitale
d(x
2
− y
2 ). Le diagramme d’OM est modifié comme suit :
Remarques :
a) Dans le cas du difluorure de chrome divalent CrF 2 , on observe
2 atomes de fluor à 243 pm du chrome et 4 atomes de fluor à 200 pm.
Cette structure correspond à une élongation de l’octaèdre, donc à