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[[Fichier:Hexaaquacopper(II)-3D-balls.png|vignette|L’effet Jahn-Teller est responsable de la distorsion du [[complexe (chimie)|complexe]] hexaaquacuivre(II), {{nobr|[{{fchim|Cu(OH|2|)|6}}]{{exp|2+}}}}, qui devrait posséder une [[Géométrie moléculaire octaédrique|géométrie octaédrique]]. Les deux liaisons Cu-O axiales mesurent environ {{unité/2|238|pm}}, alors que les quatre liaisons Cu-O équatoriales mesurent environ {{unité/2|195|pm}}.]]

L’'''effet Jahn-[[Edward Teller|Teller]]''', connu aussi en tant que « Distorsion Jahn-Teller », décrit la distorsion de la géométrie des [[molécule]]s non linéaires dans certaines situations. Historiquement, cet effet a été proposé dans un théorème publié en 1937 par [[Hermann Arthur Jahn]] et [[Edward Teller]], dans lequel ils démontrent que toute molécule non linéaire possédant un niveau électronique fondamental [[dégénérescence (physique quantique)|dégénéré]] subira une distorsion géométrique qui lèvera cette dégénérescence, ce qui aura pour effet de diminuer l’énergie totale de la molécule<ref>{{Article | lang = en | auteur = H. A. Jahn, E. Teller | titre = Stability of polyatomic molecules in degenerate electronic states. I. Orbital degeneracy. | journal = Proceedings of the Royal Society of London Series A - Mathematical and Physical Sciences | date = 1937 | vol = 161 |pages = 220-235}}</ref>.

Cet effet est observé dans les [[complexe (chimie)|complexes]] [[Géométrie moléculaire octaédrique|octaédriques]] de certains [[métal de transition|métaux de transition]] hexacoordonnés, en particulier, le [[cuivre]]({{II}}), le [[chrome]]({{II}}) et le [[manganèse]]({{III}}). Placées dans un [[Théorie du champ de ligands|champ de ligands]] [[Géométrie moléculaire octaédrique|octaédrique]], les cinq [[Orbitale atomique|orbitales]] d dégénérées d'un métal de transition se subdivisent en deux groupes d'orbitales, notés T{{ind||2g}} (d{{ind|xy}}, d{{ind|xz}} et d{{ind|yz}}) et E{{ind|g}} (d{{ind|x{{2}}−y{{2}}}} et d{{ind|z{{2}}}}). Les orbitales T{{ind|2g}} sont donc triplement dégénérées tandis que les orbitales E{{ind|g}} sont doublement dégénérées. L’ion [[Cuivre|Cu{{exp|2+}}]] étant de configuration d{{9}}, le niveau E{{ind|g}} contient trois [[électron]]s dont l’un n'est pas apparié. Les deux orbitales du niveau E{{ind|g}} étant dégénérées, l’[[électron célibataire]] peut se placer indifféremment dans l’une ou l’autre des orbitales d{{ind|x{{2}}−y{{2}}}} ou d{{ind|z{{2}}}}, conduisant à l’existence d’un niveau fondamental dégénéré, ce qui donne lieu à l'effet Jahn-Teller. Ce type de complexe subit une distorsion le long d’un des axes de [[Groupe ponctuel de symétrie|symétrie quaternaire]] (que l’on désigne comme étant l’axe « z »), ce qui a pour effet de lever la dégénérescence orbitalaire et de diminuer l’énergie totale du complexe. Cette distorsion se manifeste généralement par une élongation des distances [[métal]]–[[ligand (chimie)|ligand]] le long de l’axe z, mais peut occasionnellement provoquer un raccourcissement de cette liaison (le théorème de Jahn-Teller ne prédit pas la direction de la distorsion, mais l’existence de géométries instables). Lorsque ce type de distorsion se produit, cela a pour effet de diminuer l'énergie électronique du complexe. Selon la [[théorie du champ cristallin]], la [[force de Coulomb|répulsion électrostatique]] entre le [[doublet électronique]] du ligand, qui est une [[base de Lewis]], et les électrons du métal central possédant une composante selon l’axe z, diminuant ainsi l’énergie du complexe. Selon la [[théorie du champ de ligands]], la stabilisation s'apprécie par le fait que la modification des [[Niveau d'énergie|niveaux d'énergie]] des orbitales affectées par la distorsion stabilise plus d'électrons qu'elle n'en déstabilise. 

Dans les complexes octaédriques, l’effet Jahn-Teller est principalement observable lorsqu'un nombre impair d’électrons occupe le niveau E{{ind|g}}. Cette condition est vérifiée lorsque le métal possède une configuration d{{9}} ou d{{4}} [[Haut spin et bas spin|haut spin]] ([[théorie du champ cristallin|champ faible]]), ou d{{7}} [[Haut spin et bas spin|bas spin]] ([[théorie du champ cristallin|champ fort]]) pour lesquels l’[[état fondamental]] du complexe octaédrique théorique est dégénéré (E{{ind|g{{3}}}} ou E{{ind|g{{1}}}}). On devrait également observer un effet Jahn-Teller lorsque les orbitales T{{ind|2g}} ne sont pas complètes. Mais les orbitales E{{ind|g}}, contrairement aux orbitales T{{ind|2g}}, pointent vers les ligands, ce qui rend la distorsion beaucoup plus forte dans le premier cas que dans l’autre. Les effets attendus pour les complexes de coordination octaédriques sont présentés dans la table ci-dessous :

{| class="wikitable center"
 |+Effet Jahn-Teller
 ! Nombre d'électrons <math>d</math>
 ! 1
 ! 2
 ! 3
 ! 4
 ! 5
 ! 6
 ! 7
 ! 8
 ! 9
 |-
 | Haut spin*
 | –
 | –
 | –
 | F
 | 0
 | f
 | f
 | –
 | –
 |-
 |
 | f
 | f
 | 0
 | –
 | –
 | –
 | –
 | 0
 | F
 |-
 | Bas spin*
 | –
 | –
 | –
 | f
 | f
 | 0
 | F
 | –
 | –
 |}

avec f : faible effet Jahn-Teller attendu (dégénérescence orbitalaire impliquant les orbitales T{{ind|2g}}) ; F : fort effet Jahn-Teller attendu (dégénérescence orbitalaire impliquant les orbitales E{{ind|g}}) ; 0 : pas d’effet Jahn-Teller. * bas spin et haut spin ne sont pas définis pour d{{1}}, d{{2}}, d{{3}}, d{{8}} et d{{9}}, dans les autres cas, lire la ligne du milieu.

L’effet Jahn-Teller peut être observé expérimentalement en étudiant l’[[absorbance]] dans le [[Spectroscopie ultraviolet-visible|spectre UV-visible]] de composés inorganiques, dans lesquels il provoque souvent le dédoublement de certaines [[spectroscopie|bandes spectrales]].

Il existe également un effet Jahn-Teller dit de second ordre. Celui-ci est dû à la faible différence d'énergie entre deux [[orbitale]]s remplies et vides. La distorsion entraînée par l'effet Jahn-Teller du second ordre est plus importante que celle induite par l'effet Jahn-Teller plus général<ref>{{en}} http://www.pnas.org/content/72/6/2104.abstract</ref>. L'effet Jahn-Teller du second ordre est observé dans les titano-zirconates de plomb (ou [[PZT]])<ref>'''(en)''' http://www.ias.ac.in/chemsci/Pdf-OctDec2001/Pc3092.pdf</ref>.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Théorie du champ cristallin]]
* [[Edward Teller]]
* [[Théorie VSEPR]]
=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|langue=en|auteur1=G. L. Miessler|auteur2=D. A. Tarr|titre=Inorganic Chemistry (3rd ed)|éditeur=Pearson Prentice Hall|année=2004|passage=370-373|isbn=}}   
* {{Ouvrage|langue=en|auteur1=D. F. Shriver|auteur2=P. W. Atkins|titre=Inorganic Chemistry (3rd ed)|éditeur=Oxford University Press|année=1999|passage=235-236|isbn=0-19-850330-X}}
* {{Ouvrage|langue=en|auteur1=Isaac Bersuker|titre=The Jahn-Teller Effect|éditeur=Cambridge University Press|année=2006|pages totales=634|isbn=0-521-82212-2}}

{{Portail|chimie|physique}}

[[Catégorie:Chimie quantique]]
[[Catégorie:Chimie du solide]]
[[Catégorie:Physique du solide]]