Différence principale - Orbitales moléculaires de liaison vs anti-liantes

La théorie des orbitales moléculaires explique la liaison chimique entre les atomes d'une molécule. Il indique que deux orbitales atomiques se chevauchent afin de former une liaison. Ce chevauchement provoque le mélange de deux orbitales, formant une orbitale moléculaire. Il existe deux types d'orbitales moléculaires: les orbitales moléculaires de liaison et les orbitales moléculaires antiliantes. Les orbitales moléculaires de liaison sont composées d'électrons de liaison. Ces électrons sont appariés les uns aux autres formant une liaison covalente. Les orbitales moléculaires antiliantes résident en dehors de la liaison car elles ne participent pas à la liaison. La principale différence entre les orbitales moléculaires liantes et anti-liantes est que les orbitales moléculaires de liaison représentent la forme d'une molécule alors que les orbitales moléculaires antiliantes ne contribuent pas à la détermination de la forme d'une molécule.

Domaines clés couverts

1. Que sont les orbitales moléculaires de liaison - Définition, structures, contribution à la liaison chimique 2. Que sont les orbitales moléculaires antiliantes - Définition, structures, contribution à la liaison chimique 3. Quelle est la différence entre les orbitales moléculaires liantes et anti-liantes – Comparaison des principales différences

Mots-clés: orbitale moléculaire anti-liante, marque d'astérisque, orbitale atomique, paire d'électrons de liaison, orbite moléculaire de liaison, théorie de l'orbite moléculaire

Que sont les orbitales moléculaires de liaison

Les orbitales moléculaires de liaison sont un type d'orbitales moléculaires impliquées dans la formation d'une liaison chimique. Ces orbitales sont formées en raison du chevauchement de deux orbitales atomiques de deux atomes différents. Ce chevauchement entraîne le mélange de deux orbitales atomiques, formant les orbitales moléculaires. Pour être mélangées ainsi, les deux orbitales atomiques doivent avoir des énergies comparables et une symétrie correcte.

La densité électronique des orbitales moléculaires de liaison est supérieure à celle des orbitales antiliantes. L'énergie de ces orbitales moléculaires de liaison est inférieure à celle des orbitales atomiques qui ont été mélangées pour former l'orbitale moléculaire de liaison. Ces orbitales moléculaires de liaison sont plus stables car un niveau d'énergie inférieur indique une stabilité plus élevée.

De plus, les orbitales moléculaires de liaison contribuent à la détermination de la géométrie moléculaire d'une certaine molécule. L'arrangement spatial de ces orbitales moléculaires de liaison représente la forme de la molécule puisque les paires d'électrons de liaison résident dans ces orbitales moléculaires de liaison.

Figure 1: Diagramme orbital moléculaire de H₂

L'image ci-dessus montre le diagramme orbital moléculaire de He₂ molécule. Les orbitales atomiques de deux atomes H sont représentées sur les côtés droit et gauche. Au milieu, les orbitales de liaison et d'anti-liaison sont représentées. Ici, l'orbitale de liaison est donnée par σ_1s car c'est l'orbitale de liaison de l'orbitale 1s de H. "E" représente l'énergie. Par conséquent, le niveau d'énergie des orbitales moléculaires de liaison est inférieur à celui des orbitales moléculaires antiliantes et des orbitales atomiques.

Que sont les orbitales moléculaires antiliantes

Les orbitales moléculaires antiliantes sont des orbitales contenant des électrons en dehors de la région entre deux noyaux atomiques. Les électrons dans les orbitales antiliantes réduisent la stabilité d'une molécule puisque ces électrons passent la plupart de leur temps en dehors des noyaux atomiques. Par conséquent, la densité électronique des orbitales moléculaires antiliantes est inférieure à celle des orbitales moléculaires liantes, et les orbitales moléculaires antiliantes indiquent la densité électronique à l'extérieur de la liaison.

Les orbitales moléculaires antiliantes ont une énergie plus élevée que celle des orbitales atomiques et des orbitales moléculaires liantes. En effet, les électrons de ces orbitales ne contribuent pas à la réduction de la répulsion entre deux noyaux atomiques. Par conséquent, la stabilité des composés ayant des électrons dans les orbitales moléculaires antiliantes est plus faible. Cependant, dans les composés stables, la présence d'électrons dans les orbitales moléculaires antiliantes est nulle ou inférieure. L'arrangement spatial des orbitales moléculaires anti-liantes ne détermine pas la forme ou la géométrie d'une molécule.

Figure 2: Énergie orbitale moléculaire de He₂ Molécule

Selon l'image ci-dessus, la densité électronique dans l'orbitale moléculaire de liaison est égale à celle de l'orbitale moléculaire antiliante. C'est donc une molécule très instable. Par conséquent, il₂ la molécule n'existe pas. L'orbitale moléculaire antiliante est donnée par σ*.

Différence entre les orbitales moléculaires de liaison et d'anti-liaison

Définition

Liaison des orbitales moléculaires: Les orbitales moléculaires de liaison sont un type d'orbitales moléculaires impliquées dans la formation d'une liaison chimique.

Orbitales moléculaires antiliantes: Les orbitales moléculaires antiliantes sont des orbitales contenant des électrons en dehors de la région entre deux noyaux atomiques.

Densité d'électron

Orbitales moléculaires de liaison: La densité électronique dans les orbitales moléculaires de liaison est plus élevée.

Orbitales moléculaires antiliantes: La densité électronique dans les orbitales moléculaires antiliantes est faible.

Énergie

Orbitales moléculaires de liaison: L'énergie de liaison orbitale moléculaire est comparativement plus faible.

Orbitales moléculaires antiliantes: L'énergie de l'orbitale moléculaire antiliante est comparativement plus élevée.

Représentation

Liaison des orbitales moléculaires: Les orbitales moléculaires de liaison sont représentées sans utiliser d'astérisque (*).

Orbitales moléculaires antiliantes: Les orbitales moléculaires antiliantes sont représentées par un astérisque (*).

Géométrie de la molécule

Liaison des orbitales moléculaires: La géométrie d'une molécule est représentée par la disposition spatiale des orbitales moléculaires de liaison.

Orbitales moléculaires antiliantes: La géométrie d'une molécule ne dépend pas de la disposition spatiale des orbitales moléculaires antiliantes.

Électrons

Orbitales moléculaires de liaison: Les électrons dans l'orbitale moléculaire de liaison contribuent à la formation d'une liaison.

Orbitales moléculaires antiliantes: Les électrons dans les orbitales moléculaires antiliantes ne contribuent pas à la formation de la liaison.

Stabilité

Liaison des orbitales moléculaires: La stabilité des orbitales moléculaires de liaison est comparativement plus élevée.

Orbitales moléculaires antiliantes: La stabilité des orbitales moléculaires antiliantes est comparativement plus faible.

Conclusion

La théorie des orbitales moléculaires explique la formation d'une liaison chimique entre deux atomes par chevauchement ou mélange d'orbitales atomiques. Ce mélange d'orbitales atomiques forme de nouvelles orbitales appelées orbitales moléculaires. Les orbitales moléculaires peuvent être trouvées sous forme d'orbitales moléculaires de liaison ou d'orbitales moléculaires antiliantes. le différence principale entre les orbitales moléculaires de liaison et anti-liantes est que les orbitales moléculaires de liaison représentent la forme d'une molécule alors que les orbitales moléculaires anti-liantes ne contribuent pas à la détermination de la forme d'une molécule.

Les références:

1. "Orbitales moléculaires de liaison et d'anti-liaison - Manuel ouvert sans limites." Sans bornes. Boundless, 26 mai 2016. Web. Disponible ici. 10 août 2017. 2. "Orbitaux de liaison et anti-liaison." Chimie LibreTexts. Libretexts, 19 juin 2017. Web. Disponible ici. 10 août 2017.

Image de courtoisie:

1. «Dihydrogen-MO-Diagram» par CCoil (discussion) - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. «Orbital antiliant He2» de Helvet - Travail personnel (GFDL) via Commons Wikimedia