À l’état solide, le lithium s’entoure de plusieurs
F'gure 8-28
,
‘
—…
atomes il n’est plus possible de localiser les orb1tales
-
.
’
'
.
E———==—'
entre deux atomes comme dans les cristaux covalents.
/,————_E
.
“Il faut envisager des orbitales moléculaires délocalisées,
//
_=_—
'
'
étendues à tout le cristal. Ce sont en quelque sorte des
// :——————
b
d
.
'
,
'
/
:
an &
orbitales geantes.
_
_
N orbitales
,
_
d'énergie
Lorsque deux atomes se combinent, deux orb1—
atomiques
__—(
_: lN orbitales
_
.
-
-
\
___“ moléculaires
tales atom1ques donnent
naissance
a
deux orb1tales
_
\\
:
délocallsées)
moléculaires : une orbitale liante et une orbitale
\\ ;_—_
antiliante (voir chapitre 6, g. 6.9).
\\ ___—___—
\E
Figure 8-27
'
'
Formation d’une bande d'énergie
énergie
'
1 orbitale
croissante
/(‘
antiliante
//
par paires les N/2 niveaux les plus bas, tandis qu’aux
2 orbitales
/
températures ordinaires, des électrons occupent seuls
'
W\
_
quelques niveaux supérieurs (voir g. 8.29).
\ .
'
\
.
Figure 8.29
\
l orbitale
liante
“
'
'
-
’
N atomes
cristal
N atomes
cristal
_
Si N atomes de lithium s’agglomèrent en un
‘.
'
cristal, N orbitales atomiques 2s (une pour chaque
‘
/
,’
_
atome) se combinent pour former N orbitales molé—
/
_
/
'
Parmi les N orbitales moléculaires, la moitié, de
'
\
\
.
asse
éner 'e
e
.
du
« orb'tale
'
>>'
plus
b
g1
,
st
1
s hantes
T=O°K
Tw293 °K
1 autre m01t1e,.d energie plus elevee, est du type « orb1—
_
_
_
tales antiliantes ». Ces orbitales sont très nombreuses
'
Bande du ”mal de "th…m
et'leurs niveaux d’énergie très rapprochés. On m0ntre,
.
ar
exem
le,
ue
1022 atomes donnent naissance à
..
.
,
.
.
,
-
_p
22
‘q
.
.
,.
'
’
»
Dans ce cristal metallique, quelques electrons
10
orbitales moléculaires dans un domaine energeti-'
.
.
.
-
,
-
‘
2
-
.
.
.
occupent donc des orbitales ant1hantes alors que dans
que d env1ron 10
kilocalories, ce qui correspond a un ,
.
.
.
-
.
_20
_1
.
un cnstal covalent, comme le d1amant, tous les elec—
1ntervalle de 10
kcal-mole
entre deux niveaux
.
.
, ,
.
,
.
.
.
,
trons de valence se trouvent dans des orbitales hantes.
d energie consecuûfs. Les N niveaux sont 81 rapproches
qu’ils forment une bande pratiquement continue '
d’énergie (g. 8.28).
En moyenne, la liaison métallique est plus faible
'
On remarquera que les N orbitales atomiques
que la liaison covalente entre deux atomes.
'
dégénérées donnent naissance à N orbitales molécuIl est à noter que la liaison métallique n’est pas
«
_laires non dégénérées.
fondamentalement dijÿ'érente de la liaison covalente,
,
-
c’est une liaison délocalisée sur l’ensemble du
0
Bande du cristal de lithium
._
_
-
_
cristal.
_
_
.
,
Le recouvrementdes N orbitalésde valence 2s
-
,
produit une bande"
à N orbitales molé—
'
On pourraitfaire le rapprochement suivant : un
culaires. Les électrons occupent d’abord les niveaux ’
solide métallique est à un solide covalent comme le
les plus bas. Au zéro absolu, les N électrons occupent
diamant, ce que le benzène est au cyclohexane.
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