Choisissez une molécule ou un ion diatomique homonucléaire, et ce générateur de diagramme des orbitales moléculaires dessine les orbitales atomiques, les orbitales moléculaires liantes et antiliantes entre elles, et remplit chaque électron dans le bon ordre d'énergie, pour que l'ordre de liaison et le magnétisme soient toujours corrects.
Ordre de liaison : 3
Diamagnétique - tous les électrons sont appariés
Un générateur de diagramme des orbitales moléculaires prouve son utilité sur les cas où une simple formule de Lewis à points ne suffit plus. Ces quatre exemples, dessinés avec le même outil que ci-dessus, sont ceux que les cours de chimie générale retrouvent sans cesse.
N2 remplit complètement ses orbitales liantes - sigma2s, les deux orbitales pi2p et sigma2p - sans toucher aux orbitales antiliantes supérieures. Cela donne un ordre de liaison exactement égal à 3, correspondant à la triple liaison toujours dessinée pour l'azote, et tous les électrons finissent appariés, ce qui rend N2 diamagnétique.
Dessinez O2 avec une formule de Lewis et chaque électron semble apparié, pourtant l'oxygène liquide est visiblement attiré par un aimant. Ce diagramme explique pourquoi : les deux derniers électrons se répartissent dans les orbitales pi*2p dégénérées avec des spins parallèles selon la règle de Hund, laissant deux électrons non appariés et une molécule paramagnétique d'ordre de liaison 2.
Combinez deux atomes d'hélium et chaque électron qui remplit l'orbitale liante sigma1s est compensé par un électron qui remplit l'orbitale antiliante sigma1s*. Le calculateur d'ordre de liaison intégré à ce générateur renvoie exactement zéro, ce qui est la façon formelle de dire qu'aucune liaison nette ne maintient les deux atomes ensemble.
Ajoutez des électrons à O2 un par un et chacun atterrit dans une orbitale antiliante pi*2p. Le calculateur d'ordre de liaison suit directement le coût : O2 est à l'ordre de liaison 2, le superoxyde O2- descend à 1,5, et le peroxyde O2(2-) tombe à 1 une fois les deux orbitales pi* remplies. La liaison oxygène-oxygène s'affaiblit et s'allonge mesurablement à chaque étape.
De Li2 à N2, le mélange s-p pousse sigma2p au-dessus de pi2p ; pour O2 et F2, ce mélange s'affaiblit et sigma2p redescend sous pi2p. Ce générateur change l'ordre des orbitales au bon endroit au lieu d'appliquer une séquence fixe unique à toutes les molécules de la deuxième période - exactement là où un diagramme naïf se trompe pour B2 et O2.
Chaque fois que les électrons atteignent une paire d'orbitales pi2p ou pi*2p doublement dégénérées, ce générateur de diagramme des orbitales moléculaires place un électron dans chaque orbitale avec un spin parallèle avant de laisser une orbitale recevoir un second électron apparié - la même règle appliquée aux orbitales p d'un atome, correctement transposée aux orbitales moléculaires.
Le calculateur d'ordre de liaison intégré à chaque diagramme lit le décompte final d'électrons dans les orbitales liantes et antiliantes et indique à la fois l'ordre de liaison numérique et si la molécule est paramagnétique ou diamagnétique, sans besoin de compter les électrons à la main.
Retirer ou ajouter un électron change quelle orbitale est touchée en dernier, et ce seul électron peut décaler l'ordre de liaison d'un demi-pas entier. Cet outil couvre N2+, O2- et O2(2-) en plus des molécules neutres, pour que les questions d'ionisation aient un diagramme sur lequel s'appuyer.
Une formule de Lewis indique combien de liaisons relient deux atomes et où se trouvent les doublets non liants, mais elle traite chaque doublet liant de la même façon et ne dit rien de la force réelle d'une liaison. La théorie des orbitales moléculaires combine plutôt les orbitales atomiques des deux atomes en un nouvel ensemble d'orbitales moléculaires - certaines plus basses en énergie (liantes), d'autres plus hautes (antiliantes) - et les remplit comme les électrons remplissent des orbitales atomiques : énergie la plus basse d'abord, un électron par orbitale avant appariement.
Cette structure supplémentaire produit deux grandeurs qu'une formule de points ne peut pas donner : l'ordre de liaison, calculé comme (électrons liants moins électrons antiliants) divisé par deux, quantifiant la force de liaison au-delà des nombres entiers, et le magnétisme, qui découle du fait qu'une orbitale se retrouve ou non avec un électron non apparié. L'oxygène est le cas d'école - sa formule de Lewis paraît parfaitement appariée, mais le diagramme d'énergie des orbitales moléculaires montre deux électrons contraints dans des orbitales antiliantes séparées de même énergie, et c'est ce décalage qui explique pourquoi l'oxygène liquide est attiré par un aimant.
Le compromis est le champ d'application : ce générateur est conçu pour les diatomiques homonucléaires, où les deux atomes apportent des orbitales atomiques identiques à des énergies correspondantes. Les molécules hétéronucléaires mélangent des orbitales atomiques d'énergies différentes et pondèrent différemment la contribution de chaque atome, et tout ce qui dépasse le diatomique nécessite un traitement complet de la symétrie. Utilisez une formule de Lewis pour la géométrie et la charge formelle, et un diagramme MO quand la question porte vraiment sur l'ordre de liaison ou le magnétisme.
Chaque diagramme ci-dessous provient des mêmes règles déterministes que cet outil applique à l'écran, donc l'aperçu et le téléchargement correspondent toujours.
Choisissez dans une liste vérifiée de diatomiques homonucléaires : H2 et He2 de la première période, Li2 à F2 de la deuxième période, et des ions courants comme N2+, O2- et O2(2-).
Ce créateur de diagramme MO place chaque électron dans l'ordre d'énergie, en appliquant automatiquement le principe d'exclusion de Pauli et la règle de Hund - les orbitales pi dégénérées reçoivent chacune un électron avant que l'appariement ne commence.
Le calculateur d'ordre de liaison indique (électrons liants - électrons antiliants) / 2 à côté du diagramme, ainsi que si des électrons non appariés rendent la molécule paramagnétique ou si tous les électrons sont appariés pour un résultat diamagnétique.
Exportez un fichier vectoriel pour un compte rendu de TP ou une présentation, ou un PNG pour un partage rapide. Les deux correspondent exactement à ce qui a été dessiné à l'écran.
Les deux modèles décrivent la même molécule mais répondent à des questions différentes. Utilisez ce tableau pour décider lequel choisir.
Les électrons appartiennent à la molécule entière
Les électrons appartiennent à des atomes ou des liaisons précis
Les questions les plus fréquentes des étudiants en chimie générale et inorganique qui abordent les unités de liaison chimique.
D'autres générateurs prêts pour la classe à associer à cet outil pour une unité complète sur la liaison et la structure.
Le sélecteur de molécule est juste en haut de cette page - changez d'espèce, comparez les ordres de liaison, et tirez un nouveau SVG ou PNG de ce générateur de diagramme des orbitales moléculaires dès qu'une nouvelle question se présente.