hybridation

[Clover03]

Bonjour ! 

Y aurait-il une âme charitable pour m'expliquer toute la théorie de l'hybridation, et le moment dipolaire aussi ? 

J'ai écouté encore et encore le cours de la prof, mais rien n'y fait, je ne trouve pas ça logique, je ne comprends pas du tout. 

Merci d'avance !! 

[calinora]

Salut @Clover03 !!

Alors, en cours il me semble que l'on voit plusieurs exemples mais je vais t'expliquer seulement celui de l'hybridation sp³ (après ça viendra tout seul tqt !! Et si tu as des questions, le forum est là pour t'aider)

 

Prenons par exemple le méthane CH₄. Quand on te donne une molécule comme ça, tu dois commencer par trouver quel est l'atome principal (ou alors on te l'indique dans l'énoncé du QCM) ! Ici l'atome principal est le carbone C, il va établir 4 liaisons de covalence avec les H.

MAIS pour pouvoir obtenir 4 liaisons covalentes, il va falloir que le carbone atteigne un état légèrement excité : on procède à l'excitation. C'est à dire que l'on va disperser les électrons en couples dans des cases quantiques vides afin de créer des liaisons de covalence (est-ce que tu as compris la partie sur les liaisons de covalence et les liaisons datives? Je peux te réexpliquer ça si besoin).

 

 

On sait que les cases quantiques 2p sont d’énergie supérieure que les cases 2s. OR, les 4 liaisons dans le méthane CH₄ sont de même longueur et de même énergie. Ce modèle n’est donc pas correct.
On va procéder à l’hybridation des OA : on hybride les 4 OA pures (1 OA s et 3 OA p) pour obtenir 4 orbitales hybrides sp₃ identiques. Les 4 orbitales auront la même énergie.

 

Et voilà, c'est ça l'hybridation !!! Est-ce que ce que j'ai dit ici est clair?

 

Il est important de savoir que chacune des orbitales sp³ est identique, c'est pour ça que l'on procède à l'hybridation. Les orbitales sp³ sont de nature s à 25% et de nature p à 75 %. Elles vont alors avoir une forme particulière avec un lobe principal et un lobe plus petit comme ceci : 

Elles ont toutes les 4 la même énergie. Dans l’espace, elles vont se positionner de manière à être le plus éloigné les unes des autres : la molécule aura la forme d’un tétraèdre avec un angle de 109°28’ entre chaque orbitale hybride. C'est une molécule AX₄ (est-ce que tu as besoin d'explications sur cette notation et la géométrie des molécules en général? Si oui n'hésite pas!!)

Et voilà ! L’orbitale 1s de H et l’orbitale hybride sp³ de C vont se recouvrir/superposer dans le même axe, mettre en commun leurs électrons : on a une liaison σ.

J'espère que c'est assez clair, je ne sais pas trop comment expliquer tout ça (et j'espère ne pas avoir fait d'erreur)  Avec un peu d'entraînement tu t'en sortiras très bien, tqt pas pour ça !

 

Pour finir je t'ai trouvé quelques liens qui pourraient t'aider :

https://forum.tutoweb.org/topic/30238-hybridation-sp3-etc/

https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=NhMJxtgRCMI&ab_channel=KhanAcademyFrancophone (j'avais regardé cette vidéo l'année dernière car j'avais un peu de mal aussi et ça m'a fait un déclic, elle est très bien expliquée!)

 

[Kévin]

Saluuut!

 

Je te comprends la théorie de l'hybridation (si elle vous ai expliqué comme nous) c'est difficile de tout saisir je trouve!

 

Alors pour faire simple, puisque en soi toute la partie un peu "démonstrative" de la théorie ne vous sera pas demandée, ce que tu dois savoir c'est que en référence à tes couches électroniques (s,p,...) tu as des énergies différentes pour tes électrons, ce qui fait que quand les liaisons entre les atomes vont se former, elles vont être différentes, or comme tu le sais la molécule de méthane (CH4), quans tu regarde la couche de valence du C, il est sensé pouvoir lier, après excitation, 4 atomes, avec un électron dans la couche s et 3 dans la couche p (l'excitation c'est juste faire passer des électrons en paires sur des orbitales vides en fait, c'est pour ca qu'en excitant, on passe d'une paire en sous-couche s + 2 célibataire dans la sous-couche p à 1 dans la s et 3 célibataires en p).

 

Sauf que voila, tu aura 3 liaison C-H de même énergie (celles qui vont impliquer les électrons célibataires de la sous-couche p) et celle impliquant celui de la sous-couche s sera différente, pourtant en pratique le méthane possède bien ses 4 liaisons identiques.

 

La solution à cette incohérence = l'hybridation, c'est un mot qui désigne l'action d'hybrider (le mot est bien choisi) tes orbitales de façon à ce qu'elles soient toute de même énergie, donc dans ce cas on va faire l'action d'hybridation sur l'orbitale s pour qu'elle ait le même niveau énergétique que les orbitales p (on parlera alors dans ce cas d'hybridation sp3 vu qu'on hybride s avec p3)

 

Ensuite en terme d'exercice on vous demandera quelle est l'hybridation d'un atome particulier, pour connaitre son hybridation ne te complique pas la vie c'est très simple, tu compte son nombre de liaisons (sachant que pour un double ou triple liaison tu compte comme 1 liaison) + son nombre de doublets et en fait au lieu de compter genre 1,2,3,.. tu comptes comme ca:

s,p, p2,p3,d,d2,... et ca te donne l'hybridation de ton atome:

-Exemple dans le méthane le C à 4 liaison donc = s, p, p2, p3 = il est hybridé sp3! (dis moi si mon explication est claire parce que c'est assez compliqué à expliquer

 

 

Pour le moment dipolaire:

Les atomes ont des électronégativités différentes, de ce fait, les atomes les plus électronégatifs vont attirer plus fortement vers eux les électrons investis dans la liaison, quand ça arrive, on parle de liaison polarisée.

Quand tu as plusieurs liaisons polarisée dans une molécule, tu dois faire la somme vectorielle de ces liaisons (tu regarde si elles se compensent en gros) et si c'est pas le cas, c'est ta molécule qui est globalement polarisée, on dit alors qu'elle possède un moment dipolaire!

 

C'est un peu long mais j'espère que ça te permettra de mieux comprendre!

il y a 2 minutes, calinora a dit :

Salut @Clover03 !!

Alors, en cours il me semble que l'on voit plusieurs exemples mais je vais t'expliquer seulement celui de l'hybridation sp³ (après ça viendra tout seul tqt !! Et si tu as des questions, le forum est là pour t'aider)

 

Prenons par exemple le méthane CH₄. Quand on te donne une molécule comme ça, tu dois commencer par trouver quel est l'atome principal (ou alors on te l'indique dans l'énoncé du QCM) ! Ici l'atome principal est le carbone C, il va établir 4 liaisons de covalence avec les H.

MAIS pour pouvoir obtenir 4 liaisons covalentes, il va falloir que le carbone atteigne un état légèrement excité : on procède à l'excitation. C'est à dire que l'on va disperser les électrons en couples dans des cases quantiques vides afin de créer des liaisons de covalence (est-ce que tu as compris la partie sur les liaisons de covalence et les liaisons datives? Je peux te réexpliquer ça si besoin).

 

 

On sait que les cases quantiques 2p sont d’énergie supérieure que les cases 2s. OR, les 4 liaisons dans le méthane CH₄ sont de même longueur et de même énergie. Ce modèle n’est donc pas correct.
On va procéder à l’hybridation des OA : on hybride les 4 OA pures (1 OA s et 3 OA p) pour obtenir 4 orbitales hybrides sp₃ identiques. Les 4 orbitales auront la même énergie.

 

Et voilà, c'est ça l'hybridation !!! Est-ce que ce que j'ai dit ici est clair?

 

Il est important de savoir que chacune des orbitales sp³ est identique, c'est pour ça que l'on procède à l'hybridation. Les orbitales sp³ sont de nature s à 25% et de nature p à 75 %. Elles vont alors avoir une forme particulière avec un lobe principal et un lobe plus petit comme ceci : 

Elles ont toutes les 4 la même énergie. Dans l’espace, elles vont se positionner de manière à être le plus éloigné les unes des autres : la molécule aura la forme d’un tétraèdre avec un angle de 109°28’ entre chaque orbitale hybride. C'est une molécule AX₄ (est-ce que tu as besoin d'explications sur cette notation et la géométrie des molécules en général? Si oui n'hésite pas!!)

Et voilà ! L’orbitale 1s de H et l’orbitale hybride sp³ de C vont se recouvrir/superposer dans le même axe, mettre en commun leurs électrons : on a une liaison σ.

J'espère que c'est assez clair, je ne sais pas trop comment expliquer tout ça (et j'espère ne pas avoir fait d'erreur)  Avec un peu d'entraînement tu t'en sortiras très bien, tqt pas pour ça !

 

Pour finir je t'ai trouvé quelques liens qui pourraient t'aider :

https://forum.tutoweb.org/topic/30238-hybridation-sp3-etc/

https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=NhMJxtgRCMI&ab_channel=KhanAcademyFrancophone (j'avais regardé cette vidéo l'année dernière car j'avais un peu de mal aussi et ça m'a fait un déclic, elle est très bien expliquée!)

 

Mince tu m'as devancé

il y a 2 minutes, calinora a dit :

Salut @Clover03 !!

Alors, en cours il me semble que l'on voit plusieurs exemples mais je vais t'expliquer seulement celui de l'hybridation sp³ (après ça viendra tout seul tqt !! Et si tu as des questions, le forum est là pour t'aider)

 

Prenons par exemple le méthane CH₄. Quand on te donne une molécule comme ça, tu dois commencer par trouver quel est l'atome principal (ou alors on te l'indique dans l'énoncé du QCM) ! Ici l'atome principal est le carbone C, il va établir 4 liaisons de covalence avec les H.

MAIS pour pouvoir obtenir 4 liaisons covalentes, il va falloir que le carbone atteigne un état légèrement excité : on procède à l'excitation. C'est à dire que l'on va disperser les électrons en couples dans des cases quantiques vides afin de créer des liaisons de covalence (est-ce que tu as compris la partie sur les liaisons de covalence et les liaisons datives? Je peux te réexpliquer ça si besoin).

 

 

On sait que les cases quantiques 2p sont d’énergie supérieure que les cases 2s. OR, les 4 liaisons dans le méthane CH₄ sont de même longueur et de même énergie. Ce modèle n’est donc pas correct.
On va procéder à l’hybridation des OA : on hybride les 4 OA pures (1 OA s et 3 OA p) pour obtenir 4 orbitales hybrides sp₃ identiques. Les 4 orbitales auront la même énergie.

 

Et voilà, c'est ça l'hybridation !!! Est-ce que ce que j'ai dit ici est clair?

 

Il est important de savoir que chacune des orbitales sp³ est identique, c'est pour ça que l'on procède à l'hybridation. Les orbitales sp³ sont de nature s à 25% et de nature p à 75 %. Elles vont alors avoir une forme particulière avec un lobe principal et un lobe plus petit comme ceci : 

Elles ont toutes les 4 la même énergie. Dans l’espace, elles vont se positionner de manière à être le plus éloigné les unes des autres : la molécule aura la forme d’un tétraèdre avec un angle de 109°28’ entre chaque orbitale hybride. C'est une molécule AX₄ (est-ce que tu as besoin d'explications sur cette notation et la géométrie des molécules en général? Si oui n'hésite pas!!)

Et voilà ! L’orbitale 1s de H et l’orbitale hybride sp³ de C vont se recouvrir/superposer dans le même axe, mettre en commun leurs électrons : on a une liaison σ.

J'espère que c'est assez clair, je ne sais pas trop comment expliquer tout ça (et j'espère ne pas avoir fait d'erreur)  Avec un peu d'entraînement tu t'en sortiras très bien, tqt pas pour ça !

 

Pour finir je t'ai trouvé quelques liens qui pourraient t'aider :

https://forum.tutoweb.org/topic/30238-hybridation-sp3-etc/

https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=NhMJxtgRCMI&ab_channel=KhanAcademyFrancophone (j'avais regardé cette vidéo l'année dernière car j'avais un peu de mal aussi et ça m'a fait un déclic, elle est très bien expliquée!)

 

Mince tu m'as devancé

[Clover03]

Merci énormément à tous les 2 !! 

@calinora et @Kévin

C'est beaucoup plus clair ! Vous expliquez hyper bien, merci beaucoup pour votre aide, et merci pour les vidéos !

 

[calinora]

Avec plaisir @Clover03 !!

Aaaah et excuse moi @Kévin je n'avais pas vu que tu écrivais, en plus j'ai totalement oublié le moment dipolaire (au moins nos réponses sont assez complémentaires)