Fiche 7 • Orbitales moléculaires
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Cette géométrie est incompatible avec les orbitales des électrons de valence du carbone. Dans le cas présent, on combine l’orbitale 2s avec deux orbitales 2p, pour obtenir
trois orbitales hybrides sp 2 , coplanaires, dont les axes de symétrie forment des angles
de 120°, laissant la dernière orbitale 2p non hybridée, perpendiculaire au plan des trois
autres :
+
+
+
p z
sp 2
p y
p x
s
Dans la molécule d’éthylène chaque atome de carbone forme deux liaisons s par recouvrement de deux orbitales sp 2 , chacune avec l’orbitale 1s d’un atome d’hydrogène. Il se
forme une cinquième liaison s entre les deux atomes de carbone par recouvrement frontal des deux orbitales sp 2 coaxiales restantes. Le recouvrement latéral des orbitales p non
hybridées conduit à la formation d’une orbitale p (lettre grecque pi) constituée de deux
lobes allongés, disposés symétriquement de part et d’autre de la liaison s, dans un plan
perpendiculaire au plan des noyaux de la molécule.
2 C + 4 H
CH 2 =CH 2
σ
π
π
La liaison p interdit la rotation des groupes CH 2 (groupes méthylène) autour de l’axe
C–C, contrairement à la situation rencontrée dans la molécule d’éthane. Le blocage rotationnel des doubles liaisons C = C, mais aussi C = N, revêt une importance primordiale
en relation avec l’isomérie géométrique (Fiche 10), la structure des chaînes d’acides gras
insaturés (Fiches 66 à 68), et la conformation des protéines (Fiches 39 à 42).
6. LA MOLÉCULE DE BENZÈNE
Les douze atomes du benzène, C 6 H 6 , sont coplanaires. Les noyaux de carbone occupent les sommets d’un hexagone régulier dont le côté, la distance C–C, est égal à 0,14
nm, intermédiaire entre une liaison simple (0,154 nm) et une liaison double (0,134 nm).
Les 6 liaisons C–H, de longueurs égales, se positionnent dans les prolongements des
trois diamètres de l’hexagone. On représente souvent le benzène muni de trois doubles
liaisons C = C. Les deux formules A et B (deux formes mésomères du benzène) respectent la règle de l’octet, mais l’une comme l’autre sont inexactes, car les six atomes
de carbone sont indiscernables : leurs propriétés physiques et chimiques sont rigoureusement identiques.
9782100724185-Livre.indb 16
20/05/15 19:10
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Cette géométrie est incompatible avec les orbitales des électrons de valence du carbone. Dans le cas présent, on combine l’orbitale 2s avec deux orbitales 2p, pour obtenir
trois orbitales hybrides sp 2 , coplanaires, dont les axes de symétrie forment des angles
de 120°, laissant la dernière orbitale 2p non hybridée, perpendiculaire au plan des trois
autres :
+
+
+
p z
sp 2
p y
p x
s
Dans la molécule d’éthylène chaque atome de carbone forme deux liaisons s par recouvrement de deux orbitales sp 2 , chacune avec l’orbitale 1s d’un atome d’hydrogène. Il se
forme une cinquième liaison s entre les deux atomes de carbone par recouvrement frontal des deux orbitales sp 2 coaxiales restantes. Le recouvrement latéral des orbitales p non
hybridées conduit à la formation d’une orbitale p (lettre grecque pi) constituée de deux
lobes allongés, disposés symétriquement de part et d’autre de la liaison s, dans un plan
perpendiculaire au plan des noyaux de la molécule.
2 C + 4 H
CH 2 =CH 2
σ
π
π
La liaison p interdit la rotation des groupes CH 2 (groupes méthylène) autour de l’axe
C–C, contrairement à la situation rencontrée dans la molécule d’éthane. Le blocage rotationnel des doubles liaisons C = C, mais aussi C = N, revêt une importance primordiale
en relation avec l’isomérie géométrique (Fiche 10), la structure des chaînes d’acides gras
insaturés (Fiches 66 à 68), et la conformation des protéines (Fiches 39 à 42).
6. LA MOLÉCULE DE BENZÈNE
Les douze atomes du benzène, C 6 H 6 , sont coplanaires. Les noyaux de carbone occupent les sommets d’un hexagone régulier dont le côté, la distance C–C, est égal à 0,14
nm, intermédiaire entre une liaison simple (0,154 nm) et une liaison double (0,134 nm).
Les 6 liaisons C–H, de longueurs égales, se positionnent dans les prolongements des
trois diamètres de l’hexagone. On représente souvent le benzène muni de trois doubles
liaisons C = C. Les deux formules A et B (deux formes mésomères du benzène) respectent la règle de l’octet, mais l’une comme l’autre sont inexactes, car les six atomes
de carbone sont indiscernables : leurs propriétés physiques et chimiques sont rigoureusement identiques.
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