Différence entre VBT et CFT

Différence clé - VBT vs CFT
 

Le terme VBT représente la théorie des obligations de valence. C'est une théorie utilisée pour décrire la formation de différentes liaisons chimiques entre atomes. Cette théorie explique le chevauchement ou le mélange des orbitales atomiques pour former des liaisons chimiques. Le terme CFT désigne la théorie du champ de cristal. C'est un modèle conçu pour expliquer la rupture des dégénérescences (couches d'électrons d'énergie égale) des orbitales des électrons (généralement des orbitales d ou f) en raison du champ électrique statique produit par un anion ou des anions (ou des ligands) environnants. La principale différence entre VBT et CFT est que VBT explique le mélange des orbitales tandis que CFT explique le fractionnement des orbitales.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que VBT? 
3. Qu'est-ce que la CFT?
4. Comparaison côte à côte - VBT vs CFT sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que VBT?

Le terme VBT représente la théorie des obligations de valence. Cela explique la liaison chimique d'un composé covalent. VBT explique donc comment se forme une liaison covalente. Une liaison covalente est formée via le partage des électrons entre les atomes. Les atomes partagent des électrons pour remplir leur configuration électronique (sinon, ils sont instables). Les électrons sont partagés par mélange ou chevauchement d'orbitales atomiques. Mais avant que ne se chevauchent, plusieurs conditions doivent être remplies.

Il existe deux types de liaisons covalentes: les liaisons sigma et les liaisons pi. Ces liaisons sont formées via le chevauchement des orbitales atomiques. Le chevauchement des orbitales forme toujours des liaisons sigma. Le chevauchement des orbitales p provoque la formation de liaisons pi. Le chevauchement des orbitales atomiques s et p entraîne la formation d'orbitales hybrides; par conséquent, le processus s'appelle l'hybridation.

Figure 01: Hybridation des orbitales 2s et 2p

Trois principales orbitales hybrides peuvent être formées:

1. sp Hybrid Orbital - Formé par hybridation des orbitales s et p.
2. sp2 hybride orbital - formé par hybridation d'une orbitale s et de deux p.
3. sp3 hybride orbital - formé par hybridation d'une orbitale s et trois p.

Qu'est-ce que la CFT??

Le terme CFT désigne la théorie du champ de cristal. La théorie des champs de cristaux est un modèle conçu pour expliquer le bris des dégénérescences (couches d'électrons d'énergie égale) des orbitales des électrons (généralement des orbitales d ou f) en raison du champ électrique statique produit par un anion ou des anions (ou des ligands) environnants. La théorie du champ cristallin est souvent utilisée pour démontrer le comportement de complexes d'ions de métaux de transition. Cette théorie peut également expliquer les propriétés magnétiques, les couleurs des complexes de coordination, les enthalpies d'hydratation, etc..

Théorie

L'interaction entre l'ion métallique et les ligands est due à l'attraction entre l'ion métallique à charge positive et les électrons non appariés (charge négative) du ligand. Cette théorie est principalement basée sur les changements qui se produisent dans cinq orbitales à électrons dégénérés (un atome de métal a cinq orbitales à d). Lorsqu'un ligand s'approche de l'ion métallique, les électrons non appariés se rapprochent de certaines orbitales d par rapport aux autres orbitales d de l'ion métallique. Cela provoque une perte de dégénérescence. Les électrons dans les orbitales d repoussent les électrons du ligand (les deux sont chargés négativement). Par conséquent, les orbitales d qui sont plus proches du ligand ont une énergie élevée par rapport aux autres orbitales d. Ceci aboutit à la scission des orbitales d en orbitales d haute énergie et en orbitales d basse énergie, en fonction de.

Certains facteurs affectant cette division incluent la nature de l'ion métallique, l'état d'oxydation de l'ion métallique, la disposition des ligands autour de l'ion métallique central et la nature des ligands. Après la division de ces orbitales d en fonction de l’énergie, la différence entre les orbitales d haute et basse énergie est connue sous le nom de paramètre de division classé dans le cristal (_oct pour les complexes octaédriques).

Figure 02: Fractionnement dans les complexes octaédriques

Modèle de fractionnement

Comme il y a cinq orbitales d, la division se produit dans un rapport de 2: 3. Dans les complexes octaédriques, deux orbitales se trouvent dans le niveau d'énergie élevé (collectivement appelé par exemple) et trois orbitales se trouvent dans le niveau d'énergie inférieur (collectivement appelé t2g). Dans les complexes tétraédriques, le contraire se produit; trois orbitales sont dans le niveau d'énergie supérieur et deux dans le niveau d'énergie inférieur.

Quelle est la différence entre VBT et CFT?

VBT vs CFT
Le terme VBT représente la théorie des obligations de valence.	Le terme CFT désigne la théorie du champ de cristal.
Théorie
La VBT est une théorie qui explique la formation d'une liaison covalente via l'hybridation d'orbitales atomiques.	CFT est un modèle conçu pour expliquer le bris de dégénérescence des orbitales des électrons dû au champ électrique statique produit par un anion environnant
Explication
VBT explique le mélange des orbitales.	CFT explique le fractionnement des orbitales.

Résumé - VBT vs CFT

Le terme VBT représente la théorie des obligations de valence. Le terme CFT désigne la théorie du champ cristallin. La principale différence entre VBT et CFT est que VBT explique le mélange des orbitales tandis que CFT explique la division des orbitales.

Référence:

1. «Théorie du champ cristallin». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 18 février 2018, Disponible ici.
2. “Valence Bond Theory.” Chimie Libre Textes, Libretexts, 24 janvier 2018, Disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “Hybridation Sp” de Tem5psu - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. “Fractionnement du champ cristallin octaédrique” Par l'utilisateur de Wikipedia anglais YanA (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons