En chimie, qu'est-ce qu'une orbitale moléculaire?
Une orbitale moléculaire est essentiellement le chemin emprunté par un électron autour d’une molécule. Cela ressemble beaucoup à une orbitale atomique, à ceci près qu'une orbitale moléculaire est un chemin qui prend en compte le champ de plusieurs noyaux. Il existe deux types d’orbite moléculaire, une liaison et une liaison anti-liaison. Ceci est essentiellement décidé par le fait que les électrons en orbite se déplacent dans les noyaux en phase ou en décalage. Les orbitales moléculaires sont essentiellement des orbitales atomiques qui se chevauchent, et la mesure dans laquelle elles vont ensemble détermine si les atomes vont se lier ou non.
Avant de pouvoir comprendre les orbitales, il est important de connaître la structure d'un atome. Les protons et les neutrons occupent le noyau de l'atome, qui est un conteneur très condensé situé au centre de l'atome. Des électrons sifflent à l'extérieur du noyau, essentiellement de la même manière que les planètes tournent autour du soleil. Une description simpliste de la façon dont les électrons gravitent autour d'un noyau divise les électrons en «coquilles», qui sont essentiellement de grands cercles entourant le noyau et pouvant contenir une quantité déterminée d'électrons. Comme pour les orbites planétaires, les orbitales électroniques ne prennent pas la forme de cercles parfaits.
Les électrons ne font pas tous leur chemin autour d'un atome dans un ensemble, des cercles ordonnés. Au lieu de cela, ils ont souvent des orbites plus inhabituelles, et leur orbite spécifique est décrite par la théorie de l’orbite atomique. L'orbite «s» est la plus simple, et il s'agit essentiellement d'une orbitale sphérique. Il existe également des orbitales en forme d'haltères, appelées orbitales «p», qui se présentent sous trois alignements différents. L'interaction entre les deux orbitales atomiques détermine le type de l'orbitale moléculaire.
Lorsque deux atomes se lient, les électrons tentent toujours de suivre leur configuration orbitale définie et leurs positions déterminent le type d’orbite moléculaire. Le premier type d'orbitale moléculaire survient lorsque les électrons gravitent autour des deux noyaux en phase et se chevauchent à un moment donné. Cela crée une "liaison" orbitale, car le chevauchement des électrons intensifie la charge négative et réduit l'énergie potentielle de la molécule. Il faudrait donc de l'énergie pour les scinder en leurs atomes séparés, et les atomes restent ensemble.
L’autre type d’orbite moléculaire se produit lorsque les électrons orbitent hors de phase. Cela diminue la charge négative qu'ils créent, ce qui augmente l'énergie potentielle globale stockée dans la molécule. Les électrons apprécient une faible énergie potentielle et sont donc plus susceptibles de se séparer que les orbites déphasées. La faible énergie potentielle d'une orbite déphasée signifie donc que les atomes se séparent et que la liaison ne se forme pas.