Dans une molécule, comme l'eau ou l'adénosine-triphosphate, les atomes sont maintenus ensemble par des liaisons covalentes. Les liaisons covalentes sont formées à travers le partage d'électrons. Formant une énergie liaison covalente libère, tandis qu'une rupture prend de l'énergie. La forme d'une molécule est déterminée par les interactions entre les atomes. Il existe plusieurs modèles différents chimistes utilisent pour comprendre et prédire les formes des molécules.
VSEPR
Valence électronique shell paire répulsion, ou VSEPR, est un moyen simple de penser à des molécules et est étonnamment bonne pour prédire la géométrie d'une molécule. Fondamentalement, VSEPR dit que des liaisons covalentes sont formées à partir de paires d'électrons, et des paires d'électrons qui ne prennent pas part à des liaisons sont appelées paires seules. Etant donné que les électrons se repoussent mutuellement, les liaisons et les doublets sont disposées autour d'un atome d'une manière telle qu'ils sont aussi éloignés que possible. En VSEPR, une double liaison (deux paires d'électrons) ou une triple liaison (trois paires d'électrons) sont supposés exercer la même quantité de répulsion comme une liaison simple, alors qu'une seule paire exerce un peu plus. Basé sur VSEPR, alors, vous prédire que l'angle entre les deux liaisons OH dans l'eau serait un peu moins de 109,5 degrés, alors que les trois atomes attachés au carbone dans le formaldéhyde seront dans le même plan, avec un angle d'environ 120 degrés entre les obligations.
Valence Bond Theory
Malgré sa précision surprenante, VSEPR a ses inconvénients. Pour l'un, ce n'est pas quantitative. Pour un autre, il vous donne une idée de ce que la molécule va ressembler, mais il ne vous dit pas pourquoi. la théorie de la liaison Valence (VBT) surmonte ces lacunes en décrivant des molécules en termes de mécanique quantique. Dans VBT, les orbitales (régions de l'espace autour d'un atome qu'un électron peut occuper) d'atomes peuvent devenir combinés ou hybridées pour former des orbitales hybrides avec des formes mathématiquement bien définies. Une liaison entre des atomes est une région où se chevauchent les orbitales. Obligations dans lesquelles la région de chevauchement orbitale se trouve le long de l'axe de internucléaires sont appelées liaisons sigma, tandis que les liaisons dans lequel la zone de chevauchement orbital a un plan nodal (un espace non occupé par des électrons) le long de l'axe de internucléaires sont appelées liaisons tc. Une double liaison est formée à partir d'une liaison sigma et un π-bond, tandis qu'une liaison simple est toujours une liaison sigma seulement. Les formes et les orientations des orbitales hybridées et non hybridées sont ce qui détermine la géométrie de la molécule dans cette théorie.
Molecular Orbital Theory
VBT fait un bon travail décrivant la plupart des propriétés des molécules, mais il a aussi quelques lacunes. Pour prendre un exemple, VBT ne peut pas expliquer pourquoi l'oxygène est paramagnétique (faiblement attirés par un aimant en présence d'un champ magnétique). théorie des orbitales moléculaires, ou MO, surmonte ces inconvénients. En théorie MO, on suppose que lorsque les atomes forment une liaison, leurs orbitales atomiques se sont combinés pour former des orbitales moléculaires, répartis sur l'ensemble de la molécule. Une combinaison d'un nombre quelconque d'orbitales atomiques formera le même nombre d'orbitales moléculaires. Si une orbitale est conformée de telle sorte qu'il y a une forte probabilité de ses deux électrons se trouvent entre les atomes dans la molécule, elle contribue au maintien de la molécule et est appelé ensemble une liaison orbitale. Une orbitale dans lequel les électrons ne seront pas trouvés entre les atomes (il existe un noeud entre les atomes de carbone, en d'autres termes) contribue à déstabiliser la molécule et est appelé un antiliante orbital. Les électrons dans une orbitale liaison ont une énergie plus faible que les électrons dans une orbitale antiliante.
Qu'est-ce qui se passe réellement?
les étudiants de chimie veulent souvent savoir si la théorie théorie ou liaison de valence orbitale moléculaire est une manière «plus correcte» pour décrire une molécule. théorie MO est la meilleure description de la structure moléculaire parce qu'il surmonte certaines des limitations de la théorie de VB; En outre, il est plus facile à utiliser dans les calculs que la théorie VB. La théorie de VB et la théorie MO sont différentes façons de penser à la même chose cependant, et la théorie VB est très utile pour la compréhension de la structure et la réactivité de nombreux types de composés organiques. Par conséquent, les chimistes organiques utilisent souvent la théorie de VB et de la théorie MO - théorie MO pour les calculs ou pour comprendre les systèmes de tc-conjugué comme le benzène, et la théorie de VB pour une compréhension qualitative de la structure des molécules.