La notion d’hybridation
Établir la structure électronique des molécules à l’aide de la théorie des OM devient un
exercice rapidement ardu lorsque leur taille croît. Afin de simplifier cette description,
on fait souvent appel à la théorie de l’hybridation, théorie empruntée à une autre description de la liaison chimique qui est la liaison de valence, ou méthode Valence-Bond
en anglais. Dans sa version la plus simple, le principe de la théorie de l’hybridation est
le suivant : connaissant la géométrie de la molécule, chaque atome est « préparé » de
façon à ce que des combinaisons linéaires de ses OA pointent le long des liaisons avec
les autres atomes. Essentiellement trois types d’hybridation sont utiles dans cet ouvrage
et seront présentés successivement dans des cas simples.
1. L’hybridation sp
Elle se rencontre lorsqu’un atome est dicoordonné et ne possède pas de paire libre. Un
exemple simple est celui de la molécule linéaire BeH^ où l’atome de béryllium est lié
à deux atomes d’hydrogène. Pour préparer le béryllium à former deux liaisons, on procède de la façon suivante : à partir des quatre OA du béryllium, on combine les deux
OA 2s et 2p^ en les ajoutant et les soustrayant. On obtient ainsi deux orbitales hybrides
(dites sp) qui pointent le long de l’axe internucléaire dans les deux directions où se
trouvent les atomes d’hydrogène. Ces hybrides de type sp sont représentés comme des
orbitales 2p dissymétriques où le gros lobe résulte de l’addition du lobe positif de l’orbitale 2p et de Г OA 2s.
H — B e— H
Q
+ C ^ = o O
=
■a
O
c
D
Û
Ю t H
O
ГМ
©
4-1
X I
ai
>Q .
O
U
La liaison dans BeH^ est décrite comme l’interaction d’un électron dans une hybride sp
avec un électron dans l’orbitale Is. On dit alors qu’il y a couplage entre ces deux électrons pour représenter la liaison Be-H.
Q Dans la théorie de la liaison de valence, on ne forme pas d’OM comme ce qui a été vu
précédemment. Un développement mathématique sophistiqué sous-tend cette notion de
couplage des deux électrons.
2. L’hybridation sp^
On trouve ce type d’hybridation pour les atomes trivalents qui ne possèdent pas de paire
libre, comme l’atome de bore dans BH^. Trois OA du bore (2s, 2p^et 2p^ sont cette foisci utilisées pour former trois hybrides (appelés sp“) qui pointent à 120° l’une de l’autre.
H
H '
B — H
( ^ 0 3
110
Établir la structure électronique des molécules à l’aide de la théorie des OM devient un
exercice rapidement ardu lorsque leur taille croît. Afin de simplifier cette description,
on fait souvent appel à la théorie de l’hybridation, théorie empruntée à une autre description de la liaison chimique qui est la liaison de valence, ou méthode Valence-Bond
en anglais. Dans sa version la plus simple, le principe de la théorie de l’hybridation est
le suivant : connaissant la géométrie de la molécule, chaque atome est « préparé » de
façon à ce que des combinaisons linéaires de ses OA pointent le long des liaisons avec
les autres atomes. Essentiellement trois types d’hybridation sont utiles dans cet ouvrage
et seront présentés successivement dans des cas simples.
1. L’hybridation sp
Elle se rencontre lorsqu’un atome est dicoordonné et ne possède pas de paire libre. Un
exemple simple est celui de la molécule linéaire BeH^ où l’atome de béryllium est lié
à deux atomes d’hydrogène. Pour préparer le béryllium à former deux liaisons, on procède de la façon suivante : à partir des quatre OA du béryllium, on combine les deux
OA 2s et 2p^ en les ajoutant et les soustrayant. On obtient ainsi deux orbitales hybrides
(dites sp) qui pointent le long de l’axe internucléaire dans les deux directions où se
trouvent les atomes d’hydrogène. Ces hybrides de type sp sont représentés comme des
orbitales 2p dissymétriques où le gros lobe résulte de l’addition du lobe positif de l’orbitale 2p et de Г OA 2s.
H — B e— H
Q
+ C ^ = o O
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La liaison dans BeH^ est décrite comme l’interaction d’un électron dans une hybride sp
avec un électron dans l’orbitale Is. On dit alors qu’il y a couplage entre ces deux électrons pour représenter la liaison Be-H.
Q Dans la théorie de la liaison de valence, on ne forme pas d’OM comme ce qui a été vu
précédemment. Un développement mathématique sophistiqué sous-tend cette notion de
couplage des deux électrons.
2. L’hybridation sp^
On trouve ce type d’hybridation pour les atomes trivalents qui ne possèdent pas de paire
libre, comme l’atome de bore dans BH^. Trois OA du bore (2s, 2p^et 2p^ sont cette foisci utilisées pour former trois hybrides (appelés sp“) qui pointent à 120° l’une de l’autre.
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