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Septième chapitrePremière périodePlan du coursSchémas de Lewis et méthode V.S.E.P.R lycée Jean DautetPCSI
Lycée Jean DautetPCSI D.Lecorgne
vendredi 19 décembre 14
Architecturedelamatière
Chapitre4.1:élémentetatome
Chapitre4.3 :moléculesetsolvants
!vendredi 19 décembre 14
Présentation
La connaissance de la structure électronique des molécules est fondamentale pour comprendre leur géométrie, leurs propriétés et leur réactivité. Ainsi, les chimistes ont-ils essayé de donner une représentation des molécules qui y traduise le mieux possible la répartition des électrons. Si la mécanique quantique a permis une compréhension approfondie de la structure électro nique de s atomes et molécules, des modèles simples et donnant d es indications importantes sont toujours utilisés par les chimistes : il s'agit de la théorie de Lewis, où les représentations des molécules sont planes, et de la méthode VSEPR, prol ongement stéréochimique si l'on peut dire, de la théorie de Lewis. Toutes deux sont développées dans ce chapitre. vendredi 19 décembre 14 Les électrons de coeur, très liés au noyau, ne participent pas à la f ormation des liais ons chimiques : nous ne considérerons, dans la suite, que les seuls électrons de valence des atomes, seuls responsables de la réactivité de l'atome et seuls mis en jeu dans les édi fices polyatomiques. Enfin, notons qu'un édifice polyatomique est stable parce que l'énergie totale des atomes liés par des liaisons chimiques est inférieure à celle de ces atomes séparés.
Objectifs de ce chapitre
(objectifs principaux) vendredi 19 décembre 14
Objectifsdecechapitre
1)EcrireleschémadeLewisd'unédi6ice
délocalisées p 3 vendredi 19 décembre 14
Gilbert Newton LEWIS
1875-1946
vendredi 19 décembre 14 •Selon Lewis et La ngmuir : "la liaison covalente résulte de la mise en commun d'un doublet d'électrons entre deux atomes."
Liaison chimique,
notation de Lewis et règle de l'octet
La structure de Lewis d'une molécule ne donne
aucune indication sur sa géométrie (structure spatiale). vendredi 19 décembre 14 p 4 vendredi 19 décembre 14
Symboles de Lewis
vendredi 19 décembre 14 p 5 vendredi 19 décembre 14
La règle de l'octet
p 3 vendredi 19 décembre 14
La règle de l'octet
"Tout atome dans une molécule tend à s'entourer de quatre paires d'électrons (libres ou liantes) de façon à acquérir la configuration électronique externe stable du gaz rare le plus proche en ns 2 np 6 Abbeg règle de l'octet |N - N| ou |N N| ou N N ? - - - - - - - -
Richard Abegg
1869- 1910
vendredi 19 décembre 14 p 6 vendredi 19 décembre 14 C p 6 vendredi 19 décembre 14
Al : Z = 133 électrons de
valence
Cl : Z = 177 électrons de
valence
3 + 3 x 7 = 2424 / 2 = 1212 doublets à répartir
Les limites de la règle de l'octet
AlClClClManque un
doublet vendredi 19 décembre 14 Page 7 : composés déficients en électrons p 7 vendredi 19 décembre 14 p 7 vendredi 19 décembre 14
Réaction acide-base au sens de Lewis
vendredi 19 décembre 14
S : Z = 166 électrons de
valence
F : Z = 97 électrons de
valence
6 + 6 x 7 =
48
48 / 2 = 2424 doublets à
répartir
SFFFFFF
12 électrons
autour de S !! composés hypervalents p 8 vendredi 19 décembre 14
Hexafluorure de soufre
SF6
L'atome de soufre est hypervalent
vendredi 19 décembre 14 atomesdits"hypervalents ».Ilsdisposentd'OAndsusceptibles d'accueillirdesélectrons. nombredeliaisonsimpleéga làleurnombred'élect ronsde valence),ilsonthypervalents. périoden°2:C,N,OetF.
C,N,OetF.
p 8 vendredi 19 décembre 14
N : Z = 75 électrons de
valence
O : Z = 86 électrons de
valence
6 + 5 = 1111 / 2 = 5 doublets
et un électron seul NO
1 électron non
apparié, seul :
Composé
paramagnétique
NONO+-
composés à nombre impair d'électrons p 9 vendredi 19 décembre 14
Elle se calcule ainsi :
Z f = N atome - (N propre . N liant
Formule dans laquelle
N atome = nombre d'électrons de valence de l'atome N propre = nombre d'électrons que porte " seul l'atome dans l'édifice (électrons des paires libres et
éventuellement électron libre)
N liant = nombre total d'électrons liants que partage cet atome dans l'édifice. p 9 vendredi 19 décembre 14 a.Défini)onetcalcul
C'estlacharge, quenous noteronsZ
f ,q ueporteun atomedansunédi ficeen liés.
Ellesecalculeainsi:Z
f =N atome -(N propre +½.N liant
Formuledanslaquelle:
N atome =nombred'électronsdevalencedel'atome N propre N liant p 9 vendredi 19 décembre 14 b.exemples
Exemplesdecalculsdechargesformelles.
ClO4
Cl : Z=17 O : Z=8
NO3
N : Z=7
O : Z=8
CO
C : Z=6 O : Z=8
Achaquefois,ons'assure raquelasommedescharges formellesestbienégaleàlacha rgequepor te l'édi6ice. ne pas oublier de faire ces calculs dans un schéma de Lewis p 10 vendredi 19 décembre 14
Energie et longueur de liaison
II-Energiedeliaisonetlongueurdeliaison
L'énergiedeliaisonnotéeD
AB D AB estdoncassociéeàlaréaction:
AB(g)=A(g)+B(g)
D AB estlaplupartdutempsexpriméeenkJ.mol -1 AB estpositive. p 11 vendredi 19 décembre 14
Page 10 : Energie et longueur de
liaison
74,14 pm
- 436 kJ.mol -1 HH HH HH H H distance internuclÈaire
Ènergie potentielle en kJ.mol
-1 0 p 11 vendredi 19 décembre 14
74,14 pm
- 436 kJ.mol -1 HH HH HH H H distance internuclÈaire
Ènergie potentielle en kJ.mol
-1 0 D HH = 436 kJ.mol -1 vendredi 19 décembre 14
Energie et longueur de liaison
p 12 vendredi 19 décembre 14
Type de liaison
Simple Double Triple
Nbre d'é. 2 4 6Notation - =Force de la liaison
Elle augmente des liaisons simples aux
liaisons triples
Elle augmente des liaisons simples aux
liaisons triples
Elle augmente des liaisons simples aux
liaisons triples
Longueur
de liaison
Elle diminue des liaisons simples aux
liaisons triples
Elle diminue des liaisons simples aux
liaisons triples
Elle diminue des liaisons simples aux
liaisons triples vendredi 19 décembre 14
Page 12 : La mésomérie
III-Mésomérie ;liaisonsdélocalisées
1.Prenonsdesmesures...
L'ionnitriteapourformulechimiqueNO
2 ,c'estunconservateurutilisé 2 vendredi 19 décembre 14
5 électrons de
valence
O : Z = 86 électrons de
valence
N : Z = 72x6 + 5 + 1 = 1818 / 2 = 9
doublets vendredi 19 décembre 14 NOO-
2x6 + 5 + 1 = 1818 / 2 = 9
doublets vendredi 19 décembre 14 NOO- vendredi 19 décembre 14 NOO- vendredi 19 décembre 14 NOO- vendredi 19 décembre 14 NOO-
2x6 + 5 + 1 = 1818 / 2 = 9
doublets vendredi 19 décembre 14 NOO- vendredi 19 décembre 14
NOO-NOO-
vendredi 19 décembre 14
NOO-NOO-
il faut ces deux schémas pour décrire l'ion nitrite vendredi 19 décembre 14
1 seule longueur de liaison :
d(NO) = 120 pm
Angle ONO = 115°
vendredi 19 décembre 14 les deux longeurs de liaisons sont les mêmes vendredi 19 décembre 14
NOO-NOO-
L'ion nitrite n'est pas correctement décrit
par un seul schéma de Lewis : insuffisance ! Une forme mésomère
Une autre
forme mésomère
Relation de
mésomérie
Ion nitrite
vendredi 19 décembre 14
Introduction à la mésomérie EX : NO
2
NOO-NOO-
L'ion nitrite n'est pas correctement décrit
par un seul schéma de Lewis : insuffisance ! Une forme mésomère
Une autre
forme mésomère
Relation de
mésomérie vendredi 19 décembre 14
Ce sont bien 2 liaisons NO de même longueur
NOO 1/2
HYBRIDE
DEquotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
[PDF] Structures de Lewis