Monoxyde d'azote: stabilité et spectroscopie (électronique et vibrationelle)

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Bonjour à tous,

Je révise pour un examen de spectroscopie et voici une question que je comprends pas (du moins, j’essaye de répondre - si quelqu’un sait me dire ce qui est juste / faux ça m’aiderait).

On me donne 2 configurations de NO: une à l’était fondamental et une excitée (1 électron promu au-dessus).

1. Prévoir la stabilité et la longueur de liaison relative

Je suppose qu’il faut calculer l’ordre de liaison. Je trouve 5/2 pour l’état fondemantal et 3/2 pour l’excité. L’état fondamental est donc plus stable. D’où cette formule vient-elle par contre et en quoi ça relie la stabilité?

Pour la longueur de liaison, elle change car elle est déterminée par le nombre d’électron liants (juste?). Les triples liaisons étant plus courtes que les simples, le ground state aura une longueur plus petite que l’état excité.

2. Dessiner les courbes de potentiel

Je suppose qu’il faut dessiner un potentiel de Morse (si on considère l’approximation du Rotateur Rigide). Sinon pour le potentiel réel je vois pas?

Spectroscopie

2. Dessiner le spectre d’excitation

Alors ici, je suis totalement perdu et je vois pas ce qu’il veut. On a vu en cours Franck-Cordon. Est-ce que ça peut avoir un lien?

Merci d’avance pour votre aide!

Édité par sotibio

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D’où cette formule vient-elle par contre et en quoi ça relie la stabilité?

De là ? J’avoue que je pige pas trop ta question, vu que t’as l’air d’avoir appliqué convenablement la formule :p

Pour la longueur de liaison, elle change car elle est déterminée par le nombre d’électron liants (juste?). Les triples liaisons étant plus courtes que les simples, le ground state aura une longueur plus petite que l’état excité.

Juste et juste :)

Je suppose qu’il faut dessiner un potentiel de Morse (si on considère l’approximation du Rotateur Rigide). Sinon pour le potentiel réel je vois pas?

Déjà, j’ai l’impression qu’il te faudrait un diagramme avec deux courbes: une pour l’état fondamental et une pour l’état excité, sachant que comme tu l’as dit plus haut, la longueur de liaison de l’état fondamental sera plus courte que celle de l’état excité (donc ta courbe pour l’état excitée sera shiftée vers la droite).

Rotateur rigide ou pas, ça change pas grand chose au final, donc c’est toi qui voit ^^

Alors ici, je suis totalement perdu et je vois pas ce qu’il veut. On a vu en cours Franck-Cordon. Est-ce que ça peut avoir un lien?

Peut être bien. Vu la réponse que je te propose juste avant, tu vois bien qu’une excitation à partir de l’état fondamental ne tombe pas directement dans le minimum d’énergie de l’état excité, donc t’as pas une transition du type $0\rightarrow 0$. Au delà de ça, je sais pas si il te demande d’inclure dans ton spectre d’autres excitations possibles. Je sais pas non plus si tu dois vérifier que l’excitation en question est possible ou pas (comme NO est $C_{\infty v}$, ça m’étonnerai).


EDIT: on parle bien de cet NO là ?

diagramme d’orbitale de NO

… Si oui, c’est une transition $\pi\rightarrow\pi^\star$ ?

Édité par pierre_24

#JeSuisToujoursArius • Doctorant et assistant en chimieex (et futur?) dev’ (co-réalisateur ZEP-12 et recherche)

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D’où cette formule vient-elle par contre et en quoi ça relie la stabilité?

Le diagramme d’orbitale moléculaire de la molécule de $\mathrm{NO}$ te répond :

L’état excité est noté par une étoile $\mathrm{*}$, c’est un electron célibataire élevé sur une antiliante de plus haute energie, sur le diagramme ça se voit bien.

Pour l’ordre de liaison c’est :

$$\mathrm{ O.L.\;=\dfrac{e_{liantes}\;-\;e_{antiliantes}}{2} }$$

Donc ici on a une orbitales anti-liante remplie ($\mathrm{2\;e^-}$) et une à moitié rempli avec l’electron radical ($\mathrm{1\;e^-}$) :

$$\mathrm{ O.L.\;=\dfrac{8\;-\;3}{2} = \dfrac{5}{2} }$$

Une fois que tu as fais ça tout est dit : la molécule la plus stable est celle qui respecte l’empilement de Hund, on comble les orbitales de plus basses énergies avant celle de trop hautes énergies. L’electron promu est "hors limite" donc la molécule est devenu plus instable.

3/2 pour l’excité

Je ne vois pas comment tu fais ?


Pour déterminer la longueur de la liaison, à partir de l’ordre de liaison… J’utiliserais la formule de Pauling personnellement, cela me donne $108$ pm.

Нова Проспект

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Auteur du sujet

Merci pour vos réponses :-)

D’où cette formule vient-elle par contre et en quoi ça relie la stabilité?

De là ? J’avoue que je pige pas trop ta question, vu que t’as l’air d’avoir appliqué convenablement la formule :p

Oui oui, je la connais! Je peux simplement l’appliquer ? Quand je disais "je sais pas d’où ça vient" c’était plutôt dans le sens "en quoi c’est relié à la stabilité" mais je suppose que je peux admettre que c’est comme ça.

Et sinon, oui, j’ai considéré une transition $\pi \to \pi^*$. Est-ce impossible? :o

Aussi, concernant les énergies des liaisons. On est d’accord que le fondamental aura une énergie de liaison bien supérieure que l’était excité car l’ordre de liaison est supérieur?

Édité par sotibio

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D’où cette formule vient-elle par contre et en quoi ça relie la stabilité?

De là ? J’avoue que je pige pas trop ta question, vu que t’as l’air d’avoir appliqué convenablement la formule :p

Oui oui, je la connais! Je peux simplement l’appliquer ? Quand je disais "je sais pas d’où ça vient" c’était plutôt dans le sens "en quoi c’est relié à la stabilité" mais je suppose que je peux admettre que c’est comme ça.

Avant d’être vérifiable par la chimie quantique, ça reste du bon sens ;)

Et sinon, oui, j’ai considéré une transition $\pi \to \pi^*$. Est-ce impossible? :o

Probablement pas (HOMO → LUMO classique), mais comme je disais, comme la molécule appartient au groupe de symétrie $C_{\infty v}$, ça va être un peu long à vérifier. Si tu veux, je peux toujours lancer un calcul vite fait si tu veux être fixé ;)

Aussi, concernant les énergies des liaisons. On est d’accord que le fondamental aura une énergie de liaison bien supérieure que l’était excité car l’ordre de liaison est supérieur?

sotibio

On est tout à fait d’accord. Du coup la "profondeur" de ton puits ne sera pas la même.

#JeSuisToujoursArius • Doctorant et assistant en chimieex (et futur?) dev’ (co-réalisateur ZEP-12 et recherche)

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Auteur du sujet

Hello !

Je viens de repenser à cette question.. Mais du coup après calcul quantique, vu que c’est le diagramme de Blackline qui est correct, l’ordre de liaison entre ne fondamental et le niveau excité ne change pas (on met un électron anti-liant dans une autre anti-liante).

Vu que l’ordre de liaison ne change pas, la longueur de liaison non plus et donc au final c’est bien la transition $0 \to 0$ qui est favorisée non? Je suppose tout de même que le niveau excité est moins stable…

Édité par sotibio

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Bah c’est ce que je dirais perso’ ! Puisqu’on est sur une transition $\pi \rightarrow \sigma^*$. D’où la question que je te posais :

3/2 pour l’excité

Je ne vois pas comment tu fais ?

Selon moi, l’ordre de liaison ne changera pas ici. :)

Нова Проспект

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