Différence entre la théorie du lien de Valence et la théorie orbitale moléculaire

Différence principale - Théorie des liens de Valence vs théorie orbitale moléculaire

Un atome est composé d'orbitales où résident les électrons. Ces orbitales atomiques peuvent être trouvées sous différentes formes et à différents niveaux d'énergie. Lorsqu'un atome est dans une molécule en combinaison avec d'autres atomes, ces orbitales sont arrangées d'une manière différente. La disposition de ces orbitales déterminera la liaison chimique et la forme ou la géométrie de la molécule. Pour expliquer la disposition de ces orbitales, nous pouvons utiliser la théorie des liaisons de valence ou la théorie des orbitales moléculaires. La principale différence entre la théorie du lien de valence et la théorie de l’orbite moléculaire est que la théorie des liaisons de valence explique l'hybridation des orbitales alors que la théorie des orbites moléculaires ne donne pas de détails sur l'hybridation des orbitales.

Zones clés couvertes

1. Quelle est la théorie de Valence Bond
      - Définition, théorie, exemples
2. Quelle est la théorie moléculaire orbitale
      - Définition, théorie, exemples
3. Quelle est la différence entre la théorie des liaisons de Valence et la théorie orbitale moléculaire
      - Comparaison des différences clés

Termes clés: orbitales moléculaires antibonding, liaisons orbitales moléculaires, hybridation, orbitales hybrides, théorie orbitale moléculaire, liaison Pi, liaison Sigma, sp orbital, sp² Orbital, sp³ Orbital, sp³ré¹ Orbital, Théorie des liens de Valence

Quelle est la théorie de Valence Bond

La théorie de la liaison de valence est une théorie de base utilisée pour expliquer la liaison chimique des atomes dans une molécule. La théorie des liaisons de valence explique l'appariement des électrons par le chevauchement des orbitales. Les orbitales atomiques sont principalement des orbitales s, des orbitales p et des orbitales d. Selon la théorie de la liaison de valence, le chevauchement de deux orbitales s ou le chevauchement direct de deux orbitales p formeront une liaison sigma. Le chevauchement de deux orbitales p parallèles formera une liaison pi. Par conséquent, une simple liaison ne contiendra qu'une liaison sigma alors qu'une double liaison contiendra une liaison sigma et une liaison pi. Une triple liaison peut contenir une liaison sigma avec deux liaisons pi.

Des molécules simples telles que H₂ forment une liaison sigma par simple chevauchement des orbitales puisque les atomes d’hydrogène (H) ne sont composés que de s orbitales. Mais pour les atomes composés d'orbites s et p ayant des électrons non appariés, la théorie des liaisons de valence a un concept appelé «hybridation»..

L'hybridation des orbitales donne des orbitales hybrides. Ces orbitales hybrides sont disposées de manière à minimiser la répulsion entre ces orbitales. Voici quelques orbitales hybrides.

sp orbitale

Cette orbitale hybride est formée quand une orbitale s est hybridée avec une orbitale p. Par conséquent, l’orbitale sp a 50% de caractéristiques orbitales et 50% de caractéristiques orbitales p. Un atome composé d'orbitales hybrides sp possède deux orbitales p non hybridées. Par conséquent, ces deux p orbitales peuvent se chevaucher de manière parallèle en formant deux liaisons pi. La disposition finale des orbitales hybridées est linéaire.

sp² Orbital

Cette orbitale hybride est formée par l'hybridation d'une orbitale s avec deux orbitales p. Par conséquent, ce sp² L’orbite hybride comprend environ 33% des propriétés orbitales et environ 67% des propriétés orbitales p. Les atomes qui subissent ce type d'hybridation sont composés d'une seule orbitale p non hybridée. L’arrangement final de l’orbite hybride est plan trigonal.

sp³ Orbital

Cette orbitale hybride est formée par l'hybridation d'une orbitale s avec trois orbitales p. Par conséquent, ce sp³ L’orbite hybride comprend environ 25% des propriétés orbitales et environ 75% des propriétés orbitales p. Les atomes qui subissent ce type d'hybridation ne possèdent pas d'orbitale p non hybridée. La disposition finale des orbitales hybrides est tétraédrique.

sp³ré¹ Orbital

Cette hybridation implique une orbitale s, trois orbitales p et une orbitale d.

Ces orbitales hybrides détermineront la géométrie finale ou la forme de la molécule.

Figure 1: La géométrie du CH4 est tétraédrique

L'image ci-dessus montre la géométrie de CH₄ molécule. C'est tétraédrique. Les orbitales de couleur cendre sont sp³ orbitales hybrides d'atomes de carbone tandis que les orbitales de couleur bleue sont les orbitales d'atomes d'hydrogène qui ont été chevauchées avec des orbitales hybrides d'atomes de carbone formant des liaisons covalentes.

Quelle est la théorie moléculaire orbitale

La théorie des orbitales moléculaires explique la liaison chimique d'une molécule en utilisant des orbitales moléculaires hypothétiques. Il décrit également comment se forme une orbitale moléculaire lorsque des orbitales atomiques se chevauchent (se mélangent). Selon cette théorie, une orbitale moléculaire peut contenir un maximum de deux électrons. Ces électrons ont une rotation opposée afin de minimiser la répulsion entre eux. Ces électrons s'appellent une paire d'électrons de liaison. Comme expliqué dans cette théorie, les orbitales moléculaires peuvent être de deux types: les orbitales moléculaires de liaison et les orbitales moléculaires anti-adhérentes..

Collage des orbitales moléculaires

Les orbitales moléculaires de liaison ont une énergie inférieure à celle des orbitales atomiques (orbitale atomique ayant participé à la formation de cette orbitale moléculaire). Par conséquent, les orbitales de liaison sont stables. Les orbitales moléculaires de liaison se voient attribuer le symbole σ.

Orbitales Moléculaires Antibonding

Les orbitales moléculaires antibondantes ont une énergie plus élevée que les orbitales atomiques. Par conséquent, ces orbitales anti-liaisons sont instables par rapport aux orbitales de liaison et atomiques. Les orbitales moléculaires antibondinges reçoivent le symbole σ *.

La liaison des orbitales moléculaires entraîne la formation d'une liaison chimique. Cette liaison chimique peut être une liaison sigma ou une liaison pi. Les orbitales antibonding n'interviennent pas dans la formation d'une liaison chimique. Ils résident en dehors du lien. Une liaison sigma est formée lorsqu'un chevauchement de tête à tête se produit. Une liaison pi est formée en chevauchant les orbitales.

Figure 2: Diagramme orbital moléculaire pour la liaison dans une molécule d'oxygène

Dans le diagramme ci-dessus, les orbitales atomiques des deux atomes d'oxygène sont indiquées à gauche et à droite. Au milieu, les orbitales moléculaires de O₂ les molécules sont montrées comme des orbitales de liaison et d'anti-liaison.

Différence entre la théorie du lien de Valence et la théorie orbitale moléculaire

Définition

Théorie des liens de Valence: La théorie de la liaison de Valence est une théorie de base utilisée pour expliquer la liaison chimique des atomes dans une molécule.

Théorie moléculaire orbitale: La théorie des orbitales moléculaires explique la liaison chimique d'une molécule en utilisant des orbitales moléculaires hypothétiques.

Orbitales moléculaires

Théorie des liens de Valence: La théorie des liaisons de valence ne donne pas de détails sur les orbitales moléculaires. Il explique la liaison des orbitales atomiques.

Théorie moléculaire orbitale: La théorie des orbitales moléculaires est développée à partir des orbitales moléculaires.

Types d'Orbitales

Théorie des liens de Valence: La théorie des liaisons de valence décrit des orbitales hybrides.

Théorie moléculaire orbitale: La théorie des orbitales moléculaires décrit la liaison des orbitales moléculaires et des liaisons orbitales moléculaires.

Hybridation

Théorie des liens de Valence: La théorie des liaisons de valence explique l'hybridation des orbitales moléculaires.

Théorie moléculaire orbitale: La théorie des orbitales moléculaires n'explique pas l'hybridation des orbitales.

Conclusion

La théorie des liaisons par valence et la théorie des orbitales moléculaires sont utilisées pour expliquer la liaison chimique entre atomes dans les molécules. Cependant, la théorie de la liaison par valence ne peut pas être utilisée pour expliquer la liaison dans des molécules complexes. Il convient bien aux molécules diatomiques. Mais la théorie des orbitales moléculaires peut être utilisée pour expliquer la liaison dans n'importe quelle molécule. Par conséquent, il a de nombreuses applications avancées que la théorie des obligations de valence. C’est la différence entre la théorie des liaisons de valence et la théorie des orbitales moléculaires.

Références:

1. “Théorie moléculaire orbitale picturale.” Chimie LibreTexts. Libretexts, 21 juillet 2016. Web. Disponible ici. 09 août 2017. 
2. «Théorie des liaisons de Valence et orbitales atomiques hybrides». Théorie des liaisons de Valence et orbitales atomiques hybrides. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 09 août 2017. 

Courtoisie d'image:

1. “Ch4 hybridization” de K. Aainsqatsi sur Wikipedia anglais (Texte original: K. Aainsqatsi) - Travail personnel (Texte original: soi-même) (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. “Diagramme des orbitales de la molécule d’oxygène” Par Anthony.Sebastian - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia