CHIMIE

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La molécule de difluor
1 • Quelles sont les O.A. de valence de l’atome de fluor
(Z =9)?
2•Les O.A. 2s et 2p ont des énergies très différentes. Que
peut-on en conclure ? SOS
3 • Construire le diagramme d’orbitales moléculaires pour
la molécule de difluor.
4 • En déduire sa configuration électronique dans son état
fondamental. La molécule est-elle paramagnétique ?
5 • Faire le lien avec sa représentation de Lewis et sa configuration
électronique.
6 • Établir la configuration électronique des ions F 2 + et
F 2 – . Comparer les distances internucléaires d’équilibre
dans la molécule et dans les ions F 2 + et F2 – . SOS
SOS : 2 • S’intéresser aux diverses interactions possibles.
6 • Utiliser l’indice de liaison.
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Stabilité de molécules
diatomiques homonucléaires
Les configurations électroniques des molécules diatomiques
homonucléaires de la troisième période peuvent
être décrites à l’aide de diagrammes d’orbitales moléculaires
corrélés.
1 • Qu’est-ce qui caractérise un tel diagramme ? Dans quel
cas obtient-on un tel diagramme ?
2 • a. Quelles sont les configurations électroniques des
atomes d’argon (Z(Ar) = 18) ; chlore (Z(Cl) = 17) , soufre
(Z(S) =16) et phosphore (Z(P) = 15) ?
b. En déduire le diagramme d’orbitales moléculaires et la
configuration électronique dans leur état fondamental des
molécules suivantes :
α) Ar 2 ; β) Cl 2 ; γ) S 2 ; δ) P 2.
c. Déterminer l’indice de liaison de ces molécules et comparer
leur stabilité.
d. Parmi ces molécules, quelles sont celles qui sont paramagnétiques
?
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Caractéristiques de liaison
1 • Quelles sont les configurations électroniques des atomes
de carbone (Z(C) = 6) et d’azote (Z(N) = 7) ?
2 • Pourquoi les configurations électroniques des molécules
diatomiques homonucléaires et des ions correspondants
doivent-elles être décrites à l’aide de diagrammes
d’orbitales moléculaires corrélés ?
3 • En déduire la configuration électronique dans leur état
fondamental des molécules et ions suivants et indiquer
ceux qui sont paramagnétiques :
a. a) C 2 2+ ; b) C2 ; g) C 2 2- .
b. a) N 2 2+ ; b) N2 ; g) N 2 2- .
4 • Déterminer l’indice de liaison de ces espèces et comparer
leur stabilité dans la série a) puis dans la série b).
Quelle est, dans chaque série, l’espèce dont l’énergie de
liaison est la plus élevée ?
Que peut-on dire des longueurs de liaisons correspondantes
?
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Le dioxygène et ses ions
1 • Construire le diagramme d’orbitales moléculaires pour
la molécule O 2 ; seules seront prises en compte les orbitales
atomiques de valence.
Remarque : dans le cas de la molécule de dioxygène, les
orbitales atomiques se combinent deux à deux avec une
bonne approximation. En particulier, il n’y a pas lieu d’envisager
d’interaction entre l’orbitale 2s de l’un des atomes
et l’une des orbitales 2p de l’autre.
2 • Cette molécule est-elle paramagnétique ou diamagnétique
?
3 • Calculer les indices de liaison pour la molécules O2 et
pour les ions moléculaires O – 2– +
2, O2 et O 2, sachant que
l’indice de liaison, dans le cas d’une molécule homonucléaire
diatomique, peut être défini simplement par
Nliant – Nantiliant
où Nliant et Nantiliant sont respectivement
2
les nombres d’électrons peuplant les orbitales moléculaires
liantes et antiliantes.
Justifier les valeurs expérimentales des longueurs de liaison
données ci-après :
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Structure électronique des molécules
espèce chimique O 2 2–
O – 2 O 2 O + 2
d (en pm) 149 126 121 112
(D’après Concours CCP.)
La molécule d’hydrure de lithium
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1 • Quelle est la configuration électronique des atomes
d’hydrogène et de lithium (Z = 3) ? En déduire leurs orbitales
atomiques de valence.
2 • Le diagramme d’interaction des O.A. de valence des
atomes de lithium et d’hydrogène est donné page suivante.
EXERCICES
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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