Hybridation sp / sp2 / sp3

[Bardamu]

Bonjour !

Je n'ai pas compris grand chose à la notion d'hybridation. Pourtant, en chimie j'arrive parfaitement à me débrouiller avec les OA.

Je m'explique : quand je suis face à une molécule, je suis incapable de dire si l'atome est hybridé sp / sp2 / sp3 etc.

Idem localisé ou délocalisé, je ne vois pas trop à quoi ça correspond...

J'arrive à comprendre qu'un carbone asymétrique forme un tétraèdre, que les électrons de sa couche 2s et 2p s'arrangent pour qu'il y ait les 4 dernières cases quantiques vides afin de faire 4 liaisons, ce qui donne bien du 2s¹ 2p³ mais le rapport entre ça et sp3... Et surtout au niveau des autres atomes j'en suis même pas là!

Idem, la formule de n+m, je n'ai pas trop compris...

Je pense que j'arriverai bien à comprendre à partir d'une application sur un exemple, genre le QCM 13 du CCB ou une question dans ce genre!

Merci !

[Zork]

Salut !
(Déjà, il faut savoir que je t'ai tapé un pavé de 20 minutes alors j'espère ne pas avoir fait de faute et sur toi pour arriver jusqu'au bout ! )

Alors personnellement j'ai chopé le coup de main du coup je vais tenter de d'expliquer ça avec des mots qui signifient quelque chose (Avec des exemples du CCB ! )

Idem, la formule de n+m, je n'ai pas trop compris...

Pour répondre à une partie de la question tu sais certainement que la formulation VSEPR est AXnEm avec A = Atome que tu étudies, n = nombre d'atomes liés (/!\ On parle de directions de l'atome càd qu'une liaison simple vaut 1 direction et une liaison double vaut aussi une direction ) et m = Nombre de doublets non liants que contient l'atome central que tu étudies (ou DNL)

quand je suis face à une molécule, je suis incapable de dire si l'atome est hybridé sp / sp2 / sp3 etc.

Par exemple prenons le premier atome étudié du QCM 13 du CCB :
Il s'agit du O. D'après le TPE tu sais que O à comme numéro atomique 8 donc il va avoir 8 électrons autours de lui, de plus tu sais que chaque atome va tenter de respecter la règle de l'octet ou du duet pour le H et He (petit moyen pour vérifier si tu as pas oublié des électrons quelque part ). Donc là avec 8 électrons on peut faire la configuration électronique comme en chimie G : 1s2 2s2 2p4 donc au total sur sa couche de valence il aura 2 électrons célibataires et deux DNL (celui de 2s2 et la première case 2p4).
Dans cet exercice les tuteurs ont volontairement enlevé les DNL il faut donc que tu les rajoutes toi même
Tu verras qu'après tu n'auras plus besoin de te taper les écritures atomiques à force tu les connaîtras par coeur

Donc maintenant qu'on sait tout ça on peut écrire que pour l'atome O, qui sera donc notre atome central, la configuration VESPR qui suit : A(Pour O)X2(nombre de directions=càd une direction pour l'hydrogène et une direction pour le C à droite)E2(pour les 2DNL) ==> AX2E2.
Dans le cours du prof (ou celui de la tut rentrée) tu sais que pour calculer la figure de répulsion qui tient compte à la fois du nombre de directions et du nombre de DNL il faut faire le calcul n+m. Donc ici : 2(pour les directions)+2(pour les DNL)=4.

Le fait qu'on trouve 4 ne veut pas dire que l'atome est tétravalent Pour la tétravalence il s'agit juste du nombre de directions càd du nombre d'atomes liés à l'atome que l'on étudie.

Une fois qu'on a eu ce 4 (avec n+m) il faut s'avoir l'hybridation. Dans le cours de la Tut rentrée tu sais que pour trouver ça, tu as un petit raccourci : n+m-1 > 2+2-1 = 3 donc ton atome est hybridé sp3 !. Est-ce que tu me suis toujours ?
Pour l'hybridation il s'agit simplement de faire -1 au calcul de la figure de répulsion et c'est tout !

Idem localisé ou délocalisé, je ne vois pas trop à quoi ça correspond...

Quand on te demande si c'est "déloc" ou "loc" il s'agit en fait de la position du DNL càd est-ce que le DNL va se déplacer avec une mésomérie ou pas, est-ce qu'il va rester sur son atome d'origine ou est-ce qu'il va se déplacer pour faire une réaction ?
Donc là par exemple on a notre O avec 2 DNL il est donc à prévoir une délocalisation, mais est-ce que l'on a une mésomérie ?

On prend notre O, les DNL sont notés "n" par le prof, les liaisons simple (sigma), les doubles (pi) et les cases vacantes (v).
On regarde à gauche du O = il y a juste le H, rien à faire. On regarde à droite du O on voit une liaison simple, un carbone, une liaison double, et un autre O. On a donc la forme n > sigma > pi. Donc il va y avoir une mésomérie !
La mésomérie n'est possible que pour un atome étudié hybridé SP3 (ou plus) !
Donc comme tu as un DNL sur l'atome O que tu étudies, qui est lui même hybridé SP3 et que tu as une forme de mésomérie ton DNL va se déplacer à travers la mésomérie pour rejoindre l'autre O (l'atome n°2) sur le schéma Comme ton DNL se déplace, la nouvelle formulation hybridé post-mésomérie est : sp2 déloc avec le DNL dans une orbitale p pure car dans le cours tu as du voir que les électrons non-liants se déplaçant sont dans une orbitale p pure.

Toujours avec nous ? Ok ça continue alors

Dans le spoiler je te mets la version abrégée pour l'atome n°3

Il s'agit de l'atome 3, lié à 3F et à un autre C donc AX4E0 car C est par défaut tétravalent il a 4 atomes donc rien ne peut faire un DNL.
On applique la formule : n+m = 4+0 = 4 et pour l'hybridation on fait -1, notre carbone est donc SP3
Un atome de C qui est sp3 pourrait faire une mésomérie, mais comme il n'a pas de DNL, pas de question à se poser >> il est SP3 tout court, ni localisé ni autre car pas de DNL !

Pour un autre atome genre le n°4 qui est inversé dans l'ordre de la molécule par rapport au 5, petit piège #tuteurméchant
Il s'agit de l'atome d'azote, tu sais avec le TPE ou par toi même que le N va faire 3 liaisons et va avoir un DNL donc là il est lié à un H, à un C et à un autre C. Il est AX3E1 et trivalent donc (pour 3 liaisons, 3 directions.)
n+m = 3+1 = 4 sa figure de répulsion est donc tétraédrique(car pour n+m = 2 > linéaire, n+m=3 > triangulaire et n+m=4 > tétraédrique)
On fait notre petit -1 > SP3 hybride.
On a un DNL, on pourrait donc mésomériser le DNL. Mais on a une forme n - sigma - sigma donc il ne peut rien se passer pour le DNL, il reste à sa place, il est donc SP3 localisé dans une orbitale n hybride (si tu veux la version à rallonge !)

Voilà voilà, je crois avoir répondu à toutes les questions.... si je me suis gouré j'effacerais ce message
Zorkement,

[EDIT Zorkien : La correction donne pour le n°2 une hybridation sp3, faut savoir que c'est un erratta des tuteurs, ce qui est marqué dans la ligne réponse D est la bonne réponse ]

[Bardamu]

Eh beh, c'est beau ça !

Je crois que c'est l'explication la plus claire et complète que j'ai eue sur un forum, tu gères merci beaucoup !

Ben tout est hyper clair maintenant, je passe en résolu !

[Zork]

Salut !

J'ai corrigé toutes mes fautes j'avais pas encore assez de caféine dans le sang à ce moment là Attend quand même la validation d'un tuteur pour pas apprendre de bêtise on ne sait jamais

Zork

[Sherlock]

Ce pavé me semble tout-à-fait correct et particulièrement bien expliqué merci Zork

Tout est dit, je pense que l'on peut passer en résolu

Bonne soirée