Calculez l’ordre de liaison d’une molécule diatomique à partir du nombre d’électrons liants et antiliants (théorie des orbitales moléculaires) et examinez sa stabilité.
Molecular Orbital Electron Counts
Nombre total d’électrons dans les orbitales moléculaires liantes (σ, π).
Nombre total d’électrons dans les orbitales moléculaires antiliantes (σ*, π*).
Exemples de molécules diatomiques
Ordre de liaison
—
Enter bonding and antibonding electron counts above to compute the bond order.
Stabilité
—
A bond order greater than zero indicates a molecule that is predicted to exist and be stable.
Type de liaison
—
The bond order maps to a bond type: 1 = single, 2 = double, 3 = triple, and fractional values in between.
4 min de lecture3 étapes7 termes3 exemples6 questionsBond order = (bonding electrons − antibonding electrons) / 2
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Étapes
Comment utiliser cette calculatrice
3 étapes▸
1
Saisir le nombre d’électrons liants
Comptez le nombre total d’électrons occupant les orbitales moléculaires liantes (σ et π) de l’espèce diatomique, puis saisissez cette valeur dans le champ Électrons liants.
2
Saisir le nombre d’électrons antiliants
Comptez les électrons occupant les orbitales moléculaires antiliantes (σ* et π*) et saisissez leur nombre dans le champ Électrons antiliants. Le calculateur se met à jour immédiatement.
3
Lire l’ordre de liaison et la stabilité
L’onglet Ordre de liaison affiche la valeur calculée ; passez à Stabilité pour savoir si la molécule devrait exister et à Référence OM pour consulter le type de liaison correspondant.
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Référence
Formule et méthodologie
1 formules▸
Ordre de liaison (théorie des orbitales moléculaires)
Bond order = (bonding electrons − antibonding electrons) / 2
La théorie des orbitales moléculaires (OM) place les électrons dans les orbitales liantes et antiliantes selon le principe de Aufbau. L’ordre de liaison indique le nombre net de liaisons en soustrayant les électrons antiliants des électrons liants et en divisant le résultat par deux, car chaque liaison correspond à une paire d’électrons.
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Glossaire
Termes clés expliqués
7 termes▸
Ordre de liaisonNombre sans dimension, calculé par (électrons liants − électrons antiliants) / 2, qui indique le nombre net de liaisons covalentes entre deux atomes selon la théorie des orbitales moléculaires.
Électrons liantsÉlectrons occupant des orbitales moléculaires d’énergie inférieure à celle des orbitales atomiques parentes ; ils stabilisent la molécule et rapprochent les atomes liés.
Électrons antiliantsÉlectrons occupant des orbitales moléculaires d’énergie supérieure à celle des orbitales atomiques parentes, marquées d’un astérisque (σ*, π*) ; ils affaiblissent ou annulent les interactions liantes.
Orbitale moléculaireRégion de l’espace autour d’une molécule où des électrons sont susceptibles de se trouver, formée par la combinaison linéaire des orbitales atomiques des atomes liés.
StabilitéDans ce contexte, une espèce diatomique est considérée comme stable lorsque son ordre de liaison est supérieur à zéro, c’est-à-dire qu’une interaction liante nette maintient les atomes ensemble.
DiatomiqueMolécule composée de deux atomes exactement, identiques (homonucléaire, comme O₂) ou différents (hétéronucléaire, comme CO).
Théorie des OMThéorie des orbitales moléculaires, modèle de liaison chimique qui décrit les électrons comme délocalisés dans toute la molécule au sein d’orbitales liantes et antiliantes, plutôt que confinés dans une seule liaison.
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Situations types
Exemples concrets
3 exemples▸
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Étudiant en chimie générale
Oxygène (O₂)
Électrons liants 8Électrons antiliants 4
Ordre de liaison = (8 − 4) / 2 = 2 : O₂ a donc un ordre de liaison de 2, correspondant à une double liaison. Cela concorde avec la liaison double O=O connue et le paramagnétisme d’O₂, dû à deux électrons non appariés dans ses orbitales π* dégénérées.
🧪
Étudiant en chimie générale
Azote (N₂)
Électrons liants 10Électrons antiliants 4
Ordre de liaison = (10 − 4) / 2 = 3, ce qui correspond à la triple liaison N≡N connue. Cet ordre très élevé explique pourquoi N₂ possède une liaison particulièrement courte et forte et réagit peu à température ambiante.
🧪
Étudiant en chimie générale
Dimère d’hélium (He₂)
Électrons liants 4Électrons antiliants 4
Ordre de liaison = (4 − 4) / 2 = 0. Les contributions liantes et antiliantes s’annulent exactement ; He₂ n’a donc pas d’ordre de liaison net, ce qui explique pourquoi l’hélium ne forme pas de molécule diatomique stable dans les conditions normales.
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Référence
Citer cette calculatrice
APA et MLA▸
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L’ordre de liaison est l’une des prédictions les plus utiles de la théorie des orbitales moléculaires (OM) : un seul nombre indique le nombre net de liaisons entre deux atomes, si une espèce diatomique devrait exister et, approximativement, la force et la longueur de la liaison. Ce calculateur présente la formule, les données nécessaires et les limites du modèle simplifié de comptage des électrons.
Fonctionnement du calculateur d’ordre de liaison
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La théorie des orbitales moléculaires combine les orbitales atomiques de deux atomes liés pour former un nouvel ensemble d’orbitales moléculaires, réparties entre orbitales liantes de plus faible énergie et orbitales antiliantes de plus forte énergie. Les électrons occupent ces orbitales de la plus basse à la plus haute énergie, selon les principes de Aufbau et la règle de Hund, comme pour les configurations électroniques atomiques.
L’ordre de liaison se calcule ensuite ainsi : (électrons liants − électrons antiliants) / 2. La division par deux tient compte du fait qu’une liaison covalente est formée d’une paire d’électrons. Un ordre de 1 correspond à une liaison simple, 2 à une liaison double, 3 à une liaison triple ; les valeurs fractionnaires (comme 1.5 pour O₂⁻) sont également valides et correspondent à des liaisons de force intermédiaire.
Données saisies et leur signification
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Ce calculateur utilise deux valeurs : le nombre total d’électrons dans les orbitales moléculaires liantes et celui des électrons dans les orbitales antiliantes. Ces nombres sont déterminés à partir du diagramme des orbitales moléculaires de l’espèce étudiée. Pour une molécule diatomique homonucléaire simple comme O₂ ou N₂, il faut examiner les orbitales σ2s, σ*2s, σ2p, π2p et π*2p dans l’ordre énergétique.
Le nombre d’électrons liants est généralement supérieur au nombre d’électrons antiliants, car une molécule doit compter plus d’électrons liants que d’électrons antiliants pour être stable. Le résultat dépend surtout de l’écart entre ces deux nombres : une différence de seulement deux électrons modifie l’ordre de liaison d’une unité entière.
Limites et cas particuliers
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Un ordre de liaison nul (comme pour He₂ ou Ne₂) indique que le calculateur ne prédit aucune liaison stable ; cela concorde avec les observations expérimentales des dimères de gaz nobles dans les conditions normales. Un nombre d’électrons négatif n’a pas de sens physique et est considéré comme une donnée invalide.
Le calcul simple de l’ordre de liaison à partir du nombre d’électrons fonctionne bien pour les molécules diatomiques des éléments des groupes principaux, mais ne prend pas en compte certains effets, comme la corrélation électronique, les effets relativistes des éléments lourds ou les particularités des liaisons des métaux de transition, où les orbitales d compliquent le modèle OM simple. Dans ces cas, le résultat est une première approximation utile, et non une réponse définitive.
❓
Questions
Questions fréquentes
6 questions▸
Quelle est la formule de l’ordre de liaison ?+
Ordre de liaison = (électrons liants − électrons antiliants) / 2. Comptez les électrons des orbitales moléculaires liantes, soustrayez ceux des orbitales antiliantes, puis divisez par deux, car chaque liaison est constituée d’une paire d’électrons.
Quel est l’ordre de liaison de O₂ ?+
O₂ compte 8 électrons liants et 4 électrons antiliants ; son ordre de liaison est donc (8 − 4) / 2 = 2. Cela correspond à la double liaison O=O connue et explique son paramagnétisme : deux électrons non appariés occupent les orbitales π*.
Pourquoi He₂ n’existe-t-il pas comme molécule stable ?+
He₂ compterait 4 électrons liants et 4 électrons antiliants, soit un ordre de liaison de (4 − 4) / 2 = 0. Les contributions liantes et antiliantes s’annulent ; aucune interaction liante nette ne subsiste et une molécule He₂ stable ne se forme pas dans les conditions normales.
Que signifie un ordre de liaison plus élevé ?+
Un ordre de liaison plus élevé correspond généralement à une liaison plus forte et plus courte. Un ordre de 1 désigne une liaison simple, 2 une liaison double et 3 une liaison triple. De N₂ (ordre 3) à O₂ (ordre 2), puis F₂ (ordre 1), la force de liaison diminue et sa longueur augmente.
L’ordre de liaison peut-il être fractionnaire ?+
Oui. La théorie des orbitales moléculaires donne des ordres fractionnaires lorsque la différence entre les nombres d’électrons ne se divise pas par deux en un nombre entier, par exemple 1.5 pour l’ion superoxyde O₂⁻. Ces valeurs correspondent à une force de liaison intermédiaire entre les types de liaison entiers.
Quelles unités utilise l’ordre de liaison ?+
L’ordre de liaison est un nombre sans dimension : il n’a pas d’unité. Il représente le rapport du nombre net de paires d’électrons liantes et sert d’indice comparatif de la force et du nombre de liaisons entre atomes.
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