Orbitales hybrides sp3 et liaisons sigma

avant de nous attaquer aux orbital hybrid nous allons nous remémorer ce que nous savons déjà sur les orbites à l'atomic une orbite à l'atomic qu'est ce que c'est et bien c'est une sorte de nuage de probabilités autour du noyau de l'atome où on est sûr à 95 % de pouvoir trouver un électron nous allons représenter dans l'espace les différentes orbitale commence donc par le noyau qui est tout petit ici je vais ensuite dessiné la première orbitale qui est leur hôpital un ace pour la représenter je dessine une petite sphère autour du noyau de l'atome celle orbitale avec la plus basse énergie je la dessine donc ici sur mon diagramme énergétique elle peut contenir deux électrons donc quand je remplis les couches électroniques je mets le premier électrons ici ce qui me donne la configuration électronique de l'hydrogène et je mets le second électrons ici avec un spin opposé c'est pour ça que je leur présente la tête en bas et ce qui me donne la configuration électronique de l'hélium maintenant que leur [ __ ] alain s est plein passons alors vitale 2 s celle ci a une forme de coquille tout autour de l'orbit talent un s comme ceux ci elle aussi va pouvoir contenir deux électrons et je la mets ici le troisième électrons va donc se placer ici est le quatrième électrons ici avec un spin opposé viennent ensuite les orbitale de paix il y en a trois et elles peuvent chacune contenir deux électrons en voici une première en verte une seconde ici et enfin la troisième pour la représenter dans l'espace j'ai besoin de réfléchir en trois dimensions je vais donc représenté lac ce x comme ceci l'acce y est enfin l'axé z et chacune de mes orbitale dopé va suivre un de ses axes par exemple lors bitale de paie donc x se dessine ainsi c'est une espèce d'alter ou des lices symétrique qu'il faut imaginer comme ça en trois dimensions et qui représente donc le nuage de probabilité pour les deux électrons de l'hôpital de pecixe de même la deuxième orbitale de paix que nous noterons pays grecque va suivre l'aqsiq rec toujours représenté par une haltère ou une hélice symétrique et enfin la dernière hôpital de paix va suivre l'axé z c'est donc comme ça qu'on va représenter l'orbit talent de paix z quand je remplis mes couches électroniques j'ai donc le cinquième électrons qui va se positionner sur l'orbiteur par exemple de pecixe le sixième électrons ne va pas se mettre sur de pecixe mais il va essayer de rester le plus éloigné possible de ce dernier il va donc se mettre sur deux pays y ait de 7e électrons qui va lui aussi essayé de rester le plus loin possible de ces électrons ci va donc se mettre sur deux possède six lits à 1/8 électrons il va se mettre sur 2 p x avec un spin opposé est de même pour le 9e et le 10e électrons maintenant que nous avons bien visualiser les différentes orbites à l'électronique prenons l'exemple du carbone le carbone possède six électrons sa structure électronique va donc être la suivante il y aura donc deux électrons sur leurs beats al un ace deux électrons sur leurs beats al 2 s et enfin deux électrons sur leurs beats al de paix donc si je représente les orbitale atomique dans l'espace ça me donne une première orbital un ace qui va contenir deux électrons 1 et 2 que je représente par une petite sphère autour de mon noyau ensuite on passe à l'hôpital de s qui est comme une petite coquille autour de l'orbit talent un ace et qui elle aussi va donc contenir deux électrons donc le 3ème et le 4ème électro et du carbone et maintenant les orbitale doper le cinquième électrons du carbone va se mettre dans l'hôpital de px et le sixième dans l'orbité de paix y afin de rester bien éloignée du premier donc si je la représente dans l'espace voici l'orbit talent de pecixe donc une haltère ou une hélice symétrie cpt qui suit d'accès au x et larbi talent de paix y qui elle aussi est comme une hélice qui suit l'accès y c'est électro ici et cet électron là qu'ils sont tous seuls vont donc chercher à se mettre avec un électron de spin opposé et donc quand je vois ce modèle je me dis que le carbone va pouvoir se lier à deux autres atomes est formé de liaison covalente le problème c'est qu'on sait que dans la réalité c'est le ch4 qui existent le carbone est donc capable d'avoir quatre liaisons avec 4 hydrogène par exemple comme c'est le cas dans le méthane ce modèle n'est donc pas satisfaisant pour expliquer que le carbone puisse avoir quatre liaisons covalentes donc ceci ce n'est pas ce qui arrive lorsque le carbone forme des liaisons pour expliquer que le carbone puisse former quatre liaisons covalentes on pourrait imaginer par exemple que cet électron s'ils se mettent dans un état excité et passe sur une orbitale de pzk en réalité ceci ne peut pas convenir parce qu'on aurait dans ce modèle trois électrons qui se livraient à des atomes sur des orbitale de paix est un électron qui se livraient à un autre at home sur une orbite al 2 s ces différentes qu'ils on aurait donc la même énergie et on sait que cela n'est pas possible parce que dans le ch4 chaque liaison entre le carbone l'hydrogène sont identiques et ont la même énergie ce n'est donc pas le bon modèle en réalité ce qui se passe quand le carbone forme des liaisons c'est ceci on garde lors bitale un ace qui va contenir deux électrons de spin opposés et on a en fait 4 orbitale de même énergie qui vont contenir chacune un électron célibataire et chacun de ces électrons va alors pouvoir former une liaison covalente soit au total quatre liaisons covalentes c'est orbitale ici sont en fait un mélange contre une orbitale deux aces et une orbite alpes et c'est pourquoi on les appelle des orbital hybrid et on les nomme s&p 3 sp3 car elles sont comme le mélange d'une orbite alès avec 3 orbitale paix avec pour chacune d'entre elles une nature s à 25% et une nature paix à 75% c'est pour cela que je les ai représenté à un niveau d'énergie intermédiaire entre l'orbité s et les orbites alpes et quand on présente une orbital hybrid sp3 cela donne ceci c'est donc un mélange entre une orbital est ce ici une coquille autour du noyau et une orbite alpes et qui est une sorte dé lys voici leurs beats alpes et et comme l'hôpital sp3 à une nature à 25 % s et 75 pour cent p orbitale sp3 à une forme comme ceux ci une hélice mais des formes et avec une grande partie est une petite partie voici une orbital hybrid sp3 donc si je veux représenter le méthane par exemple ch4 je vais représenter mon noyau de carbone tout petits ainsi je vais ensuite représenté lors bitale un ace une petite sphère autour du noyau comme ceux ci qui va contenir deux électrons et ensuite je vais représenter mes quatre arbitres à l'aspect 3 comme je les dis plutôt elles ont toutes les quatre la même énergie et elles vont si on peut dire se repousser entre elles et essayer d'adopter la forme la plus homogène possible dans l'espace est la forme la plus homogène possible dans l'espace pour ces quatre orbital et bien c'est le tétraèdre t tra aide rhin et un tétraèdre ça ressemble à ceci on a un premier axe dans le plan un second axe dans le plan également un troisième en avant du plan que j'aurais présente avec un triangle plein et enfin un dernier axe en arrière du plan que je représente en pointillés on peut imaginer ça comme un trépied et dans cette structure entre chaque axe on a partout le même angle cet angle ici est égal à cet angle là à celui ci est encore à celui-là et tous ses angles fonds 109,5 de grille donc quand je représente mes quatre orbital hybrid sp3 dans l'espace ça donne ceci une première orbital hybrid sp3 avec la grande boucle qui pointe vers l'avant et la petite boucle vers l'arrière une seconde orbital hybrid esprit 3 qui elle aussi pointe vers l'avant avec la petite boucle qui pointe vers l'arrière une troisième orbital hybrid dans le plan comme ceci et enfin la dernière orbital hybrid sp3 qui pointe en arrière du plan avec la petite boucle en avant du plan donc pour représenter le méthane le ch4 je vais ensuite représenter les quatre atomes d'hydrogène voici le noyau de mon premiers atomes d'hydrogène avec autour de lui une unique orbital un ace qui est une petite sphère à cet endroit ici l'orbit talent un ace de mon hydrogène et laure bitale sp3 demande carbone vont se superposer et vont mettre en commun leurs deux électrons pour former une liaison covalente comme larbi talent un ace de mon atomes d'hydrogène pointe vers le carbone et que celle du carbone pointe vers l'hydrogène on dit qu'il s'agit d'une liaison covalente de type sigma dans les liaisons covalentes deux types sigma la superposition des orbites à l'électronique va dans le même axe ses liaisons sigma sont les liaisons covalentes n'est plus forte plus forte par exemple que les liaisons pis dont on parlera dans la prochaine vidéo parce que justement la superposition des orbitale se fait dans le même axe et non latéralement ce qui arrive avec les liaisons qui donc ici j'ai un micro gêne donc pour finir mon ch4 je vais rajouter les trois autres atomes d'hydrogène donc ici voici le noyau de mon hydrogène avec autour de lui son orbite al ain est ce qui est une petite sphère ici j'en mets un ici également et enfin un ici en arrière du plan voici donc à quoi ressemble dans l'espace la molécule de méthane le ch4 ch4 donc pour résumer cette vidéo qu'est ce qu'une orbital hybrid sp3 et bien c'est une combinaison entre une orbitale s et une orbite alpes et avec une nature s à 25% et nature paix à 75% c'est orbital hybrid sp3 existe lorsque le carbone se lie à d'autres atomes notamment dans le cas du ch 4 du méthane et ceci explique que la molécule de méthane est une forme tetra hedrick avec quatre liaisons covalentes sigma