Nous avons examiné les idées de base de la liaison, montrant que les atomes partagent des électrons pour former des molécules dotées de structures de Lewis stables et que nous pouvons prédire la forme de ces molécules par la théorie de la répulsion des paires d'électrons en couche de valence (VSEPR). Ces idées constituent un point de départ important pour comprendre les liaisons chimiques. Mais ces modèles sont parfois insuffisants dans leur capacité à prédire le comportement de substances réelles. Comment pouvons-nous concilier les géométries des orbitales atomiques s, p et d avec des formes moléculaires qui présentent des angles tels que 120° et 109,5° ? De plus, nous savons que les électrons et le comportement magnétique sont liés par les champs électromagnétiques. Le N 2 et l'O 2 ont des structures de Lewis assez similaires qui contiennent des paires d'électrons isolées.
Deux diagrammes de Lewis sont présentés. Le diagramme de gauche montre deux atomes d'azote, représentés par la lettre N reliés par trois lignes et avec une seule paire d'électrons à chaque extrémité de la structure. Le diagramme de droite montre deux atomes d'oxygène, représentés par la lettre O, reliés par deux lignes. Deux paires d'électrons entourent chaque oxygène au sommet et aux extrémités de la structure.
Pourtant, l'oxygène présente un comportement magnétique très différent de celui de l'azote. Nous pouvons verser de l'azote liquide à travers un champ magnétique sans interactions visibles, tandis que l'oxygène liquide est attiré par l'aimant et flotte dans le champ magnétique. Nous devons comprendre les concepts supplémentaires de la théorie des liaisons de valence, de l'hybridation orbitale et de la théorie des orbitales moléculaires pour comprendre ces observations.
Figure\(\PageIndex{1}\) : Les molécules d'oxygène s'orientent de manière aléatoire la plupart du temps, comme le montre la vue agrandie supérieure. Cependant, lorsque nous faisons passer de l'oxygène liquide à travers un aimant, les molécules s'alignent sur le champ magnétique et l'attraction leur permet de rester suspendues entre les pôles de l'aimant, là où le champ magnétique est le plus fort. D'autres molécules diatomiques (comme le N 2) passent devant l'aimant. L'explication détaillée du collage décrite dans ce chapitre nous permet de comprendre ce phénomène. (crédit : modification de l'œuvre par Jefferson Lab)Un pichet est représenté en train de verser de l'oxygène liquide à travers l'espace entre deux aimants, où il a formé un disque solide. Une boîte d'appel située près du jet d'oxygène liquide montre l'image de six paires de sphères espacées les unes des autres. Une autre boîte d'appel située près du disque solide montre dix paires de sphères beaucoup plus rapprochées.
