La multiplicité de spin est de 1 pour la molécule C2, de 3 pour la molécule O2, de 1 pour la molécule N2 d'azote et de 1 pour la molécule F2.

Les OM sont issues des interactions des OA selon :

Figure 3 : construction du diagramme d'orbitales moléculaires de C2. Les orbitales atomiques des deux atomes de carbone apparaissent sur la droite et la gauche de la figure. Leur interaction donne lieux aux orbitales moléculaires qui apparaissent au centre de la figure. Les orbitales moléculaires antiliantes possèdent un astérisque en exposant.

Pour la molécule C2, les résultats permettent de construire le diagramme d'orbitales moléculaires suivant.

Figure 4 : diagramme des OM de la molécule C2.

Ce diagramme fait clairement apparaitre l'importante différence d'énergie entre les orbitales (1s) et les autres. L'orbitale occupée la plus haute est l'orbitale  (2p) et la plus basse vacante est (2pz).

Pour les autres molécules les calculs effectués permettent de construire les diagrammes suivants :

Figure5 : comparaison des diagrammes d'OM des molécules N2, O2 et F2.

La comparaison de ces diagrammes met en évidence l'inversion des orbitales (2p) et (2pz) dans le cas des molécules de O2 et F2.

Rappel

La propriété paramagnétique de O2 a été découverte par Michael Faraday au cours des années 1840. Par suite, c'est le prix Nobel de chimie Robert Mulliken qui a démontré, par des calculs de chimie théorique, que cette propriété provenait de la présence d'électrons célibataires dans la molécule.

Le diagramme d'orbitales moléculaires de la molécule de O2 met en évidence la présence d'électrons célibataires sur les orbitales *(2px et y) ayant des spins parallèles. Cette conformation induit un caractère paramagnétique à la molécule.

Rappel

L'ordre de liaison (OL) des molécules est la demi différence entre le nombre d'électrons liants et le nombre d'électrons antiliants :

OL = (ne-l – ne-al)/2

On en déduit alors l'ordre de liaison de chacune des molécules :

• C2 : 2

• N2 : 3

• O2 : 2

• F2 : 1

On peut en déduire la conformation de Lewis des molécules.

Figure 7 : représentation de Lewis des différentes molécules étudiées.