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Version du 12 octobre 2009 à 20:50
Avant-Propos
Envisageons le cas du méthane, qui est une des molécules organiques les plus simples. Le méthane, de formule CH4, est donc composé d'un atome de carbone lié à quatre atomes d'hydrogène. Chaque liaison C-H forme avec les 3 autres un angle de 109°28', les 4 atomes d'hydrogène étant équidistants entre eux et équidistants du carbone. C'est une structure tétraédrique.
Sur base de la structure électronique de l'atome de carbone 1s22s22p2, il n'est pas évident de comprendre:
- pourquoi le carbone est tétravalent
- pourquoi le méthane est une molécule tétraédrique
Tétravalence du carbone: explication
En cours de rédaction
Configuration électronique du carbone:
Sous cette forme, il y a un problème. En effet, deux liaisons C-H vont être réalisables via les électrons célibataires des orbitales 2p. Mais deux Hydrogènes ne pourront pas faire de liaisons avec le C, faute d'électron de valence.
Imaginons que l'on amène un électron de l'orbitale 2s vers l'orbitale 2p non occupée. On peut alors envisage que les quatre orbitales atomiques simplement occupées ainsi obtenues (1 orbitale 2s, 3 orbitales 2p) peuvent permettre de réaliser des liaisons avec les orbitales 1s des atomes d'hydrogène. On obtiens ainsi 4 liaisons C-H, le carbone est devenu tétravalent.
Origine de la géométrie tétraédrique du méthane: le Carbone tétragonal
A venir
Sp3-Orbital.png Ch4 hybridization.svg