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2. La structure électronique des molécules diatomiques
homonucléaires
Obtenir la structure électronique des molécules diatomiques homonucléaires revient à
remplir l’un ou l’autre diagramme avec les électrons de valence des deux atomes A.
Différentes molécules sont passées en revue :
• Li^ : deux électrons viennent occuper l’OM lo^. Il se forme ainsi une liaison en
accord avec la structure de Lewis.
• Bc2 : sa configuration électronique est Ig^^Io^^. Il y a autant d ’électrons dans l’OM
liante que dans l’antiliante et donc il n’apparaît pas de liaison entre ces deux atomes.
Cette molécule se dissocie facilement en deux atomes de bérylium. Les quatre électrons se trouvent ainsi sous la forme d’une paire libre sur chaque atome de bérylium.
•
: la configuration est ICg^lo^^Ti^^. Comme dans le cas précédent, les quatre électrons occupant les OM la^ et la^ ne participent pas à la liaison entre les atomes et
forment deux paires libres, une sur chaque atome de bore. Les deux derniers électrons
viennent se placer dans les OM tt^. La règle de Hund s’applique et ils se placent chacun dans une OM avec des spins parallèles. La molécule est donc paramagnétique ce
qui signifie que son spin total est différent de 0. Il y a deux électrons occupant des OM
liantes, ce qui correspond globalement à la formation d’une liaison B-B.
• C2 : par rapport au cas précédent, il y a deux électrons de plus à placer dans les OM.
Ceux-ci viennent compléter les OM
qui sont doublement occupées ; la configuration électronique moléculaire est donc lo ^lo ^7C Il se forme ainsi deux liaisons
C -C et, comme il n’y a pas d ’électrons célibataires, la molécule est diamagnétique
(son spin total est nul).
• N2 : la configuration est
Comme dans les exemples précédents,
les quatre électrons des OM lo^ et lo^ décrivent une paire libre sur chaque atome
d’azote. Les six autres électrons occupent des OM liantes et décrivent donc une triple
liaison entre les atomes d ’azote.
• O2 ; l’écart s/p devenant suffisamment grand à partir de l’oxygène, il convient d’utiliser le diagramme simplifié de la p. 107. En plus des quatre électrons non liants et
des six électrons liants rencontrés dans le cas de N2, deux électrons supplémentaires
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doivent être placés dans les OM antiliantes et la configuration est ItJ^^lG
A nouveau la règle de Hund s’applique et les deux électrons supplémentaires viennent
occuper chacun une OM avec des spins parallèles. O2 est donc une molécule paramagnétique. Au total, il y a six électrons liants et deux antiliants et, au final, la molécule
est doublement liée.
F2 : tous les niveaux sont doublement occupés à l’exception de 2o^. Il y a donc huit
électrons liants et six antiliants. F2 est donc une molécule diamagnétique simplement
liée.
Ne2 : tous les niveaux sont doublement occupés. Il y a autant d’électrons liants que
d ’antiliants ; les atomes ne sont donc pas liés et Ne2 se dissocie spontanément en deux
atomes de néon.
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2. La structure électronique des molécules diatomiques
homonucléaires
Obtenir la structure électronique des molécules diatomiques homonucléaires revient à
remplir l’un ou l’autre diagramme avec les électrons de valence des deux atomes A.
Différentes molécules sont passées en revue :
• Li^ : deux électrons viennent occuper l’OM lo^. Il se forme ainsi une liaison en
accord avec la structure de Lewis.
• Bc2 : sa configuration électronique est Ig^^Io^^. Il y a autant d ’électrons dans l’OM
liante que dans l’antiliante et donc il n’apparaît pas de liaison entre ces deux atomes.
Cette molécule se dissocie facilement en deux atomes de bérylium. Les quatre électrons se trouvent ainsi sous la forme d’une paire libre sur chaque atome de bérylium.
•
: la configuration est ICg^lo^^Ti^^. Comme dans le cas précédent, les quatre électrons occupant les OM la^ et la^ ne participent pas à la liaison entre les atomes et
forment deux paires libres, une sur chaque atome de bore. Les deux derniers électrons
viennent se placer dans les OM tt^. La règle de Hund s’applique et ils se placent chacun dans une OM avec des spins parallèles. La molécule est donc paramagnétique ce
qui signifie que son spin total est différent de 0. Il y a deux électrons occupant des OM
liantes, ce qui correspond globalement à la formation d’une liaison B-B.
• C2 : par rapport au cas précédent, il y a deux électrons de plus à placer dans les OM.
Ceux-ci viennent compléter les OM
qui sont doublement occupées ; la configuration électronique moléculaire est donc lo ^lo ^7C Il se forme ainsi deux liaisons
C -C et, comme il n’y a pas d ’électrons célibataires, la molécule est diamagnétique
(son spin total est nul).
• N2 : la configuration est
Comme dans les exemples précédents,
les quatre électrons des OM lo^ et lo^ décrivent une paire libre sur chaque atome
d’azote. Les six autres électrons occupent des OM liantes et décrivent donc une triple
liaison entre les atomes d ’azote.
• O2 ; l’écart s/p devenant suffisamment grand à partir de l’oxygène, il convient d’utiliser le diagramme simplifié de la p. 107. En plus des quatre électrons non liants et
des six électrons liants rencontrés dans le cas de N2, deux électrons supplémentaires
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doivent être placés dans les OM antiliantes et la configuration est ItJ^^lG
A nouveau la règle de Hund s’applique et les deux électrons supplémentaires viennent
occuper chacun une OM avec des spins parallèles. O2 est donc une molécule paramagnétique. Au total, il y a six électrons liants et deux antiliants et, au final, la molécule
est doublement liée.
F2 : tous les niveaux sont doublement occupés à l’exception de 2o^. Il y a donc huit
électrons liants et six antiliants. F2 est donc une molécule diamagnétique simplement
liée.
Ne2 : tous les niveaux sont doublement occupés. Il y a autant d’électrons liants que
d ’antiliants ; les atomes ne sont donc pas liés et Ne2 se dissocie spontanément en deux
atomes de néon.
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