STÉRÉOCHIMIEStéréochimie et liaison chimique

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Hybridation des orbitales

Le remplacement des fonctions ϕ, construites sur les orbitales atomiques χ des atomes isolés, par des combinaisons linéaires ϕ′, est équivalent du point de vue formel à la construction d'orbitales moléculaires directement à partir d'orbitales atomiques χ′, combinaisons linéaires des orbitales initiales χ. Ces nouvelles orbitales, appelées hybrides, ne possèdent plus les éléments de symétrie des orbitales s, p, d, ..., appropriées aux problèmes atomiques, mais reflètent au contraire la symétrie générale de la molécule dans laquelle elles sont engagées. En particulier, les liaisons étant assurées désormais par des couples de telles orbitales, la densité électronique de chacune d'elles est concentrée le long de la ligne joignant le noyau porteur de cette orbitale au noyau voisin avec lequel il est lié. Par exemple, dans le méthane, les quatre orbitales non équivalentes 2s, 2px, 2py et 2 pz du carbone peuvent être remplacées par quatre hybrides de même nature dont la densité électronique sera concentrée en avant de l'atome de carbone dans la direction de l'hydrogène correspondant. On retrouve ainsi la notion classique de valence dirigée, essentielle à la conception de la stéréochimie.

Reliée à la symétrie de la molécule, la notion d'hybridation permet de classer les divers types de structure moléculaire : hybridation sp3, comme dans le méthane, avec quatre directions de valence dans l'espace ; hybridation sp2, comme dans les molécules planes, avec trois directions de valence coplanaires et une quatrième orbitale 2 p pure, d'axe perpendiculaire au plan de la molécule ; hybridation sp dans les molécules linéaires avec deux orbitales non hybridées ; hybridation sp3d2, comme dans les complexes des éléments de transition avec six directions de valence, etc. Cependant, il est important de remarquer que la prévision du type de structure ne peut être faite qu'à partir de considérations énergétiques et que les déductions intuitives conduisent parfois à des conclusions erronées. Rien n'assure, par exemple, que lo [...]

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Pour citer l’article

André JULG, « STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie et liaison chimique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-et-liaison-chimique/