Différence entre orbitale atomique et orbitale moléculaire

Différence principale - orbitale atomique vs orbitale moléculaire

L'orbite est définie comme une région où la probabilité de trouver un électron est élevée. Les atomes ont leurs propres électrons en rotation autour du noyau. Lorsque ces orbitales se chevauchent pour former des molécules grâce à la liaison, les orbitales sont appelées orbitales moléculaires. La théorie des liaisons de valence et la théorie des orbitales moléculaires expliquent les propriétés des orbitales atomiques et moléculaires, respectivement. Les orbitales peuvent contenir un maximum de deux électrons. La principale différence entre l’orbite atomique et moléculaire est que la les électrons d'une orbitale atomique sont influencés par un noyau positif, tandis que les électrons d'une orbitale moléculaire sont influencés par deux ou plusieurs noyaux en fonction du nombre d'atomes dans une molécule.

Cet article explique,     

1. Qu'est-ce que Atomic Orbital? 
      - Définition, caractéristiques, propriétés
2. Quelle est orbitale moléculaire
      - Définition, caractéristiques, caractéristiques
3. Quelle est la différence entre l’orbite atomique et l’orbite moléculaire?

                                                                                               

Qu'est-ce qu'un orbital atomique?

L'orbite atomique est une région ayant la plus grande probabilité de trouver un électron. La mécanique quantique explique la probabilité de la localisation d'un électron d'un atome. Il n'explique pas l'énergie exacte d'un électron à un instant donné. Cela est expliqué dans le principe d'incertitude de Heisenberg. La densité électronique d'un atome peut être trouvée à partir des solutions de Équation de Schrodinger. Une orbitale atomique peut avoir un maximum de deux électrons. Les orbitales atomiques sont appelées sous-niveaux s, p, d et f. Ces orbitales ont des formes différentes. L’orbitale s est sphérique et peut contenir au maximum deux électrons. Il a un niveau de sous-énergie. L'orbitale p est en forme d'haltère et peut contenir jusqu'à six électrons. Il a trois sous-niveaux d'énergie. Les orbitales d et f ont des formes plus complexes. Le niveau d comporte cinq sous-groupes d’énergie et contient jusqu’à 10 électrons, tandis que le niveau f comporte sept sous-niveaux d’énergie et peut contenir au maximum dix et quinze électrons. Les énergies des orbitales sont dans l'ordre de

Figure 1: Types d’orbite atomique

Qu'est-ce qu'une orbitale moléculaire?

Les propriétés des orbitales moléculaires sont expliquées par la théorie des orbitales moléculaires. Il a d'abord été proposé par F. Hund et R.S. Mulliken en 1932. Selon la théorie des orbites moléculaires, lorsque les atomes sont fusionnés pour former une molécule, les orbitales atomiques qui se chevauchent perdent leur forme sous l'effet des noyaux. Les nouvelles orbitales présentes dans les molécules sont maintenant appelées orbitales moléculaires. Les orbitales moléculaires sont formées par la combinaison d’orbitales atomiques à peu près de même énergie. Contrairement aux orbitales atomiques, les orbitales moléculaires n'appartiennent pas à un seul atome dans une molécule, mais appartiennent au noyau de tous les atomes qui composent la molécule. Ainsi, les noyaux d'atomes différents se comportent comme un noyau polycentrique. La forme finale de l’orbite moléculaire dépend de la forme des orbitales atomiques qui composent la molécule. Selon Règle Aufbau, les orbitales moléculaires sont remplies d’orbite basse énergie à orbitale haute énergie. Comme une orbitale atomique, une orbitale moléculaire peut contenir un maximum de deux électrons. Cependant, selon Principe de Pauli, ces deux électrons doivent avoir un spin opposé. Le comportement de l’électron dans une orbitale moléculaire peut être décrit en utilisant le Équation de Schrodinger. Cependant, en raison de la complexité des molécules, l’application de l’équation de Schrodinger est assez difficile. Les scientifiques ont donc mis au point une méthode d'évaluation approximative du comportement des électrons dans une molécule. La méthode s'appelle combinaison linéaire d'orbitales atomiques Méthode (LCAO).

Figure 2: Formation de l’orbite moléculaire

Différence entre orbitale atomique et orbitale moléculaire

Définition

Orbitale atomique: L'orbite atomique est la région ayant la plus grande probabilité de trouver un électron dans un atome.

Orbitale moléculaire: L'orbite moléculaire est la région ayant la plus grande probabilité de trouver un électron d'une molécule.

Formation

Orbitale atomique: Les orbitales atomiques sont formées par le nuage d'électrons autour de l'atome.

Orbitale moléculaire: Les orbitales moléculaires sont formées par la fusion d'orbitales atomiques qui ont presque la même énergie.

Forme

Orbitale atomique: La forme des orbitales atomiques est déterminée par le type de l'orbitale atomique (s, p, d ou f).

Orbitale moléculaire: La forme de l’orbite moléculaire est déterminée par celle des orbitales atomiques qui forment la molécule..

Décrire la densité électronique

Orbitale atomique: Équation de Schrodinger est utilisé.

Orbitale moléculaire: Combinaison linéaire d'orbitales atomiques (LCAO) est utilisé.

Noyau

Orbitale atomique: L'orbite atomique est monocentrique car on la trouve autour d'un seul noyau.

Orbitale moléculaire: L'orbite moléculaire est polycentrique car on la trouve autour de différents noyaux.

Effet du noyau

Orbitale atomique: Un seul noyau affecte le nuage d'électrons dans les orbitales atomiques

Orbitale moléculaire: Deux autres noyaux affectent le nuage d'électrons dans les orbitales moléculaires.

Résumé

Les orbitales tant atomiques que moléculaires sont les régions ayant les plus fortes densités d'électrons en atomes et en molécules, respectivement. Les propriétés des orbitales atomiques sont déterminées par le seul noyau d'atomes, tandis que celles des orbitales moléculaires sont déterminées par la combinaison d'orbitales atomiques formant la molécule. C’est la principale différence entre l’orbitale atomique et l’orbite moléculaire.

Références:
1.Verma, N. K., Khanna, S. K. et Kapila, B. (2010).. Chimie complète XI. Publications Laxmi.
2.Ucko, D.A. (2013). Bases de la chimie. Elsevier.
3.Mackin, M. (2012). StGuide pratique pour accompagner les bases de la chimie. Elsevier.

Courtoisie d'image:
1. “H atom orbitaly” de Pajs - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia 
2. “Molecular orbitals sq” de Sponk (discussion) - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia