Salut à tous,
Comment fait-on pour déterminer le type (p, sp sp2, etc) d'une orbitale atomique donnée ?
Merci d'avance,
Dwayn
Salut Dwayn,
Qu'entends-tu par "orbitale atomique donnée" ? Un dessin (cf. mon avatar), un diagramme avec des électrons, une molécule ?
Juste un détail dans ta question : p n'est pas une orbitale hybridée. C'est une simple orbitale atomique "normale".
A+
Bon, je vais préciser ce que je veux dire. Par exemple, prenons l'azote (celui lié seulement aux carbones) de l'imidazole : comment puis-je connaître le type de son doublet non-liant ?
Par rapport au détail que tu mentionnes, c’est vrai, mais un atome hybridé peut avoir une orbitale p. D'où ma question.
Merci. Dans le cas des molécules organiques, tu peux la plupart du temps déduire l'hybridation des différents atomes à partir de leur géométrie.
Dans le cas de l'imidazole, pour l'azote du haut, regardons ce qu'il fait : il fait 2 liaisons avec 2 carbones voisins et possède un doublet non-liant comme tu l'as dit : la géométrie la plus stable est d'espacer ces 3 éléments de 120° et de rester planaire : l'azote est alors sp2 car on sait que l'hybridation sp2 donne une géométrie trigonale plan. Les 2 liaisons ainsi que le doublet sont ainsi des orbitales sp2.
Pour l'azote du bas, c'est un petit peu plus compliqué à cause de l'aromaticité. Mais si on laisse l'aromaticité de côté, je te laisse déduire la nature du doublet non-liant en guise d'exercice. 
Edit: image.
Merci beaucoup à toi. Même si ça ne répond pas tout à fait à ma question, ça me semble déjà une excellente piste.
Pour l'azote du bas, il devrait normalement être sp3 (3 voisins plus un doublet non-liant) mais, pour respecter les règles de Hückel, il doit être sp2. Avec cette hybridation, il a trois orbitales hybridées (sp2) et une non-hybridée (p). Comme il n'a aucune double liaison, je déduis que son doublet non-liant est p. J'ai bon 
?
Je pense que c'est correct. Ce doublet non-liant participe à l'aromaticité, soit un système conjugué cyclique d'orbitales p/$\pi$ ayant 4n+2 électrons (6, 10, etc.). Dans ce cas on a 2 électrons avec la double liaison de gauche, 2 du doublet et 2 avec la double liaison de droite donc un total de 6.
Je te paraphrase mais ça peut servir à d'autres lecteurs.
Non, c'est tout aussi bien, ça m'aide à comprendre.
J'ai un autre exemple qui me pose problème. L'image qui suit décrit l'état d'hybridation des doublets non-liants appartenant aux différents azotes :
C'est le doublet non-liant de l'azote 4 qui pose problème. Mon raisonnement est le suivant :
L'azote a 3 voisins et un doublet non-liant : son état d'hybridation est, logiquement, sp3. Cela signifie que toutes ses orbitales sont sp3. Alors pourquoi son doublet non-liant est-il p ?
EDIT : Serait-ce parce qu'il y a aromaticité ? C'est la seule hypothèse que j'ai trouvé.
Le doublet non-liant de l'azote 4 ne joue pas un rôle dans l'aromaticité de la molécule que tu présente. Même si par mésomérie elle peut se délocaliser.
Je suis d'accord avec toi, cet Azote $4$ est tétraédrique et $\mathrm{sp^3}$. Je ne comprend pas bien le "orbital p" du coups.
Je vais donc demander au rédacteur du document en question et je vous tiens au courant.
Je t'avoue que je n'ai pas de certitude sur ce cas… Peut-être effectivement que l'azote #4 met ses liaisons en sp2 de manière à aligner une orbitale p (le doublet) avec les orbitales p du cycle aromatique voisin (sans pour autant participer à l'aromaticité, comme le dit Blackline). Mais je ne suis pas sûr et je ne trouve pas de réponse concluante sur le net. Volontiers pour un retour de l'auteur. 
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