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Sixième série de T.D

Orbitales Moléculaires - Modèle C.L.O.A - O.M

Exercice 1 :

Dans les structures suivantes dénombrer les doublets liants s ou p, les doublets non liants n, et les cases vides présents dans les couches de valence.

AlF₄^- - CCl₂ - SiO₂ - CH₃-CH₂⁺ - CH₂=CH-CH=O - COCl₂

CORRIGE

Exercice 2 :

On s’intéresse aux molécules O₂ et S₂.

a) Donner un diagramme décrivant la molécule de dioxygène en utilisant l’approximation C.L.O.A (Combinaison Linéaire d’Orbitales Atomiques)

b) Cette molécule est-elle Paramagnétique ou Diamagnétique ? Pourquoi ?

c) Cela était-il prévisible par la théorie de Lewis ? Pourquoi ?

d) Pour la molécule S₂ et les ions moléculaires correspondants ( S₂⁺ ; S₂²⁺ ; S₂^- ; S₂^2- ) on trouve les résultats suivants pour les distances de liaisons S -S :

d _S-S (A°) : 1,72 - 1,79 - 1,88 - 2 - 2,20

Attribuer à chaque espèce sa longueur de liaison.

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Exercice 3 :

On donne les énergies des orbitales atomiques des atomes de carbone et d’oxygène exprimées en eV.

Carbone : 1s (-307 eV) ; 2s (-19 eV) ; 2p (-11,7 eV)

Oxygène : 1s (-560 eV) ; 2s (-33,7 eV) ; 2p (-17,1 eV)

1) Molécules C₂ et O₂

a) Construire sur un même graphique les diagrammes énergétiques de C et O.

b) Pour une de ces molécules il y a une forte interaction sp. Laquelle ?

c) L’interaction sp est négligeable pour l’autre. Laquelle ?

d) Construire le diagramme des Orbitales moléculaires de C₂ et de O₂.

e) Ces deux molécules peuvent donner chacune un cation et un anion. Quand on observe les longueurs de liaisons on trouve :

dO₂^- > dO₂ > dO₂⁺ et dC₂⁺ > dC₂ > dC₂^-

Justifier ces résultats.

f) Dans la série O₂ , O₂⁺ et O₂^- quelle est la molécule dont l’énergie de dissociation est la plus élevée ? Pourquoi ?

2) Molécule CO

On donne les énergies des O.M de CO en eV :

-560 (1 s) ; -307 (2 s) ; -40,5 (3 s) ; -19,9 ( 4 s) ; -15,8 (1 p) ; -13,5 (5 s) ;

7,1 (2 p) ; 25,3 (6 s)

a) Construire le diagramme des O.M correspondant.

b) Quand on passe de CO à CO⁺, la distance de liaison ne varie pratiquement pas. Justifiez ce résultat expérimental.

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 Exercice 4 :

La molécule de monoxyde d’azote NO est paramagnétique.

• Essayez de décrire cette molécule dans le modèle de Lewis.
• Ce modèle rend-il compte de son paramagnétisme ?
• Décrire cette molécule dans le modèle C.L.O.A - O.M.

(on supposera qu’il y a intéraction s-p)

• Ce modèle rend-il compte du paramagnétisme de cette molécule ?
• La distance N -O dans la molécule NO est 1,15 A°. Justifier cette valeur expérimentale.
• L’ionisation de NO en NO⁺ est assez facile. Justifier ce fait expérimental.
• Comparer les distances N - O dans NO et NO⁺.

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