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En chimie , la géométrie moléculaire plan-carré décrit la stéréochimie (disposition spatiale des atomes) adoptée par certains composés chimiques . Comme son nom l'indique, les molécules de cette géométrie ont leurs atomes positionnés aux coins.
Exemples
De nombreux composés adoptent cette géométrie, les exemples étant particulièrement nombreux pour les complexes de métaux de transition. Le composé gazeux noble tétrafluorure de xénon adopte cette structure comme le prédit la théorie VSEPR . La géométrie est courante pour les complexes de métaux de transition avec une configuration d 8 , qui comprend Rh(I), Ir(I), Pd(II), Pt(II) et Au(III). Les exemples notables incluent les médicaments anticancéreux cisplatine , [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] et carboplatine . De nombreux catalyseurs homogènes sont plans carrés dans leur état de repos, tels que le catalyseur de Wilkinson et le catalyseur de Crabtree . D'autres exemples incluent le complexe de Vaska et le sel de Zeise . Certains ligands (tels que les porphyrines ) stabilisent cette géométrie.
Séparation des orbitales d
Un diagramme général de séparation des orbitales d pour les complexes de métaux de transition plan carré (D 4h ) peut être dérivé du diagramme général de séparation octaédrique (O h ) , dans lequel les orbitales d z 2 et d x 2 − y 2 sont dégénérées et plus élevées en énergie que l'ensemble dégénéré des orbitales d xy , d xz et d yz . Lorsque les deux ligands axiaux sont supprimés pour générer une géométrie plan carré, l'orbitale d z 2 est entraînée vers une énergie plus basse car la répulsion électron-électron avec les ligands sur l'axe z n'est plus présente. Cependant, pour les ligands purement donneurs de σ, l'orbitale d z 2 a toujours une énergie plus élevée que les orbitales d xy , d xz et d yz en raison du lobe en forme de tore de l'orbitale d z 2 . Elle porte une densité électronique sur les axes x et y et interagit donc avec les orbitales de ligands remplies. Les orbitales d xy , d xz et d yz sont généralement présentées comme dégénérées mais elles doivent se diviser en deux niveaux d'énergie différents par rapport aux représentations irréductibles du groupe ponctuel D 4h . Leur ordre relatif dépend de la nature du complexe particulier. De plus, la séparation des orbitales d est perturbée par les ligands π-donneurs contrairement aux complexes octaédriques . Dans le cas plan carré, les ligands fortement π-donneurs peuvent faire en sorte que les orbitales d xz et d yz aient une énergie plus élevée que l'orbitale d z 2 , alors que dans le cas octaédrique, les ligands π-donneurs n'affectent que l'ampleur de la séparation des orbitales d et l'ordre relatif des orbitales est conservé.