Approche du champ cristallin
Durée : 8 mn
Note maximale : 11
Question
Représentez un diagramme de niveaux d'énergie qui indique qualitativement comment les énergies des orbitales \(d\) sont modifiées à la suite de différents degrés d'interaction entre les électrons \(d\) et les électrons du ligand, dans un complexe octaédrique \(\textrm{ML}_{6}^{\textrm n+}\) :
a. Nommez les orbitales \(d\) de chaque niveau d'énergie.
b. Ecrivez la configuration électronique attendue en terme de \(\textrm t_{2g}\) et \(\textrm e_g\) pour chacune des configurations électroniques suivantes : \(\textrm d^1\) ,\(\textrm d^2\) , \(\textrm d^3\) .
c. A partir du tableau périodique, sélectionnez et répertoriez les ions de la première ligne du bloc \(d\) ayant chacune de ces configurations.
Solution
a. Dans un complexe octaédrique, les orbitales \(\mathrm d_{z^2}\) , \(\mathrm d_{x^{2}-y^{2}}\) symbolisent le jeu d'orbitales \(\textrm{t}_{2g}\) , alors que les orbitales \(\mathrm{d}_{xz}\) , \(\mathrm{d}_{xy}\) , \(\mathrm{d}_{yz}\) symbolisent le jeu d'orbitales \(\textrm{e}_g\) .
Barème : 1 point par orbitale.
b. Pour les configurations électroniques \(\textrm{d}^1\) , \(\textrm{d}^2\) , \(\textrm{d}^3\) , l'occupation des orbitales est la suivante :
\(\textrm{d}^1: \textrm{t}_{2g}^1\)
\(\textrm{d}^2: \textrm{t}_{2g}^2\)
\(\textrm{d}^3: \textrm{t}_{2g}^3\)
Barème : 3 points.
c. Voici l'ensemble des ions du bloc d ayant les configurations électroniques \(\textrm{d}^1\) , \(\textrm{d}^2\) et \(\textrm{d}^3\) :
\(\textrm{d}^1\) | \(\textrm{d}^2\) | \(\textrm{d}^3\) |
\(\textrm{Sc}^{2+}\) \(\textrm{Ti}^{3+}\) | \(\textrm{Ti}^{2+}\) \(\textrm V^{3+}\) | \(\textrm{V}^{2+}\) \(\textrm{Cr}^{3+}\) \(\textrm{Mn}^{++}\) |
Barème : 3 points.