Lire des surfaces d'iso-densité — exercice corrigé de chimie quantique (PC) (chapitre 2)

Lire des surfaces d'iso-densité

Orbitales moléculaires et réactivité · niveau 1 (application)

Énoncé

Un logiciel fournit les surfaces d'iso-densité de quatre OM de valence de diatomiques (coupe dans un plan contenant l'axe ; noyaux en noir ; une couleur par signe de $ψ$ ).

Pour chaque OM, indiquer sa symétrie ( $σ$ ou $π$ ) et son caractère (liant ou antiliant).
L'OM (d) appartient à une molécule $AB$ . Sur quel atome est-elle surtout développée ? Cet atome est-il le plus ou le moins électronégatif des deux ?
Laquelle de ces formes a la HO de $O X_{2}$ ?

Corrigé

1. On cherche d'abord un plan nodal contenant l'axe (OM $π$ ), puis un changement de signe entre les noyaux (antiliante).

(a) : aucun plan nodal ne contient l'axe, la région entre les noyaux est d'un seul signe ; les petits lobes extérieurs, de signe opposé, sont au-delà des noyaux : OM $σ$ liante (c'est la $σ_{z}$ issue des OA $2 p_{z}$ ).
(b) : deux plans nodaux, l'un contenant l'axe, l'autre perpendiculaire à l'axe entre les noyaux : OM $π$ antiliante ( $π^{*}$ ).
(c) : symétrie de révolution, mais changement de signe entre les noyaux : $σ$ antiliante ( $σ_{s}^{*}$ ).
(d) : un plan nodal contient l'axe, et chaque lobe garde le même signe d'un noyau à l'autre : $π$ liante.

2. Les lobes de (d) sont plus gros du côté de l'atome de droite : l'OM est développée surtout sur lui. Une OM liante est à prépondérance sur l'atome dont l'OA est la plus basse, c'est-à-dire sur l'atome le plus électronégatif.

3. La HO de $O X_{2}$ est la paire $π^{*}$ , occupée par deux électrons célibataires : c'est la forme (b).