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CHCHCHCH7777 ---- CM2CM2CM2CM2 ---- Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules ---- 1/ 1/ 1/ 1/6666

I. Liaison Covalente

I. Liaison CovalenteI. Liaison CovalenteI. Liaison Covalente

Rappel de l"Rappel de l"Rappel de l"Rappel de l"ObjectifObjectifObjectifObjectif :::: => Décrire la composition des molécules (à partir des formules chimiques)

Première Première Première Première DéfinitionDéfinitionDéfinitionDéfinition :::: => Une molécule est un assemblage éléctriquement neutre d"atomes

IIII Liaison covalenteLiaison covalenteLiaison covalenteLiaison covalente

I.1I.1I.1I.1 PriPriPriPrincipencipencipencipe

RappelRappelRappelRappel :::: Les gaz nobles (He, Ne, Ar,...) présentent une grande inertie chimique car ils sont très stables,

grâce à leur couche externe entièrement remplie Ex : 2

21He s= 2 2 6

101 2 2Ne s s p= 2 2 6 2 6

181 2 2 3 3Ar s s p s p=

Dernière Couche : 2 e- 8 e- 8 e-

Duet Octet Octet

Principe

PrincipePrincipePrincipe ::::

Au cours des réactions chimiques, les atomes tendent à acquérir une structure électronique plus stable  celle du gaz noble voisin 2

2 2 2 Solutions :Solutions :Solutions :Solutions :

 Ionisation ex : 2

12Mg+ ou 2

8O-, notamment dans un liquide

 Mise en commun d"électrons  Formation d"une molécule ex : ()MgO Mg O= oxyde de magnésium (solide)

I.2I.2I.2I.2 Représentation de LewisReprésentation de LewisReprésentation de LewisReprésentation de Lewis

Pour illustrer la manière dont chaque atome va interagir avec ses voisins, on représente les électrons de sa

couche de valence :  Un point pour un électron  Un trait pour un doublet d"électron (deux électrons) Ex : 1

11H s=

A compléter :

=6C =15P H

2 2 4 2 4

81 2 2 2 2O s s p He s p= = ×? ?? ?

6 e- de valence

2 2 6 2 5 2 5

171 2 2 3 3 3 3Cl s s p s p Ne s p= = ×? ?? ?

5 e- de valence

Doublet non liant

Electron isolé

OOOO

Doublet non liant

Electron isolé

ClClClCl

2 2 6 2 2

121 2 2 3 3Mg s s p s Ne s= = ×? ?? ?

2 e- de valence Pas de Doublet non liant

Electron isolé

MgMgMgMg

CHCHCHCH7777 ---- CM2CM2CM2CM2 ---- Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules ---- 2222////6666

I. Liaison Covalente

I. Liaison CovalenteI. Liaison CovalenteI. Liaison Covalente

I.3I.3I.3I.3 Liaison de covalenceLiaison de covalenceLiaison de covalenceLiaison de covalence (ou (ou (ou (ou liaison liaison liaison liaison covalente)covalente)covalente)covalente)

Déf : LLLLiaison iaison iaison iaison de de de de covalencovalencovalencovalencececece ==== Mise en commun de deux électrons de valence de 2 atomes différents

Ex : Dihydrogène :

HHHH2222 Eau : HHHH2222OOOO

A compléter : Acide Chlorhydrique :

HClHClHClHCl Méthane : CHCHCHCH4444

Dioxygène :

OOOO2222 Dioxyde de Carbone : COCOCOCO2222

Quelques Remarques :

=> Après la formation de la liaison, les 2 électrons appartiennent à la fois aux 2 atomes => On peut trouver des liaisons simples, doubles (comme le CO

2) ou triples (voir TD)

=> Les atomes mis en commun peuvent parfois être fourni entièrement par l"un des deux atomes (Par exemple, l"ammoniac NH

3 réagissant avec un proton H+)

Doublet LIANT

=> Liaison de Covalence

H H Doublet LIANT

(ou de liaison)

Doublet NON LIANT OOOO

H H HHHH

HHHH NNNN

HHHH

HHHH++++

HHHH

HHHH NNNN

HHHH HHHH H H H H OOOO Les liaisons de covalence ont pour objectif de rendre les configurations des atomes plus stables => Il s"agit uniquement de compléter les denières couches de chaque atome => Il y a évidemment certaines règles à respecter pour atteindre cet objectif

CHCHCHCH7777 ---- CM2CM2CM2CM2 ---- Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules ---- 3333////6666

I. Liaison Covalente

I. Liaison CovalenteI. Liaison CovalenteI. Liaison Covalente I.4I.4I.4I.4 Règle de l"octetRègle de l"octetRègle de l"octetRègle de l"octet Déf : Règle de l"octetRègle de l"octetRègle de l"octetRègle de l"octet ::::  Les atomes tendent à se combiner de manière à avoir 8 électrons sur leur dernière couche Exemples : Reprenons les molécules vues précédemment

ATTENTION - Pour le décompte, on considère que les électrons des doublets liants

appartiennent AUX DEUX ATOMES QUI LES PARTAGENT

L"eau H

20 L"ammoniac NH3 Le dioxygène O2

Ou le dioxyde de Carbone CO

2

Et le dihydrogène H

2 ?

Hypothèse : Mais si l"atome possède plus d"un électron de valence, il doit pouvoir lier chacun de ces

atomes avec ceux d"un voisin pour créer une nouvelle liaison de covalence ?

Prenons l"exemple de l"Oxygène : 6 e

- de valence => Il pourrait faire 6 liaisons covalentes

Attention : Mais que dire des atomes à partir de la période 3 ? Voir la partie II du cours...

Conclusion : La règle de l"octet s"applique rigoureusement pour les éléments dont la couche

de valence ne peut contenir que 8 électrons => Pour les éléments de la 1

ère PERIODE :

=> Pour les éléments de le 2

ème PERIODE (C, N, O, F, ...) :

=> Pour les éléments des périodes SUPERIEURES (voir TD) :

Déf : VALENCE d"un atomeVALENCE d"un atomeVALENCE d"un atomeVALENCE d"un atome = nombre total d"électrons disponibles pour faire des liaisons

= nombre d"électrons sur la couche externe (ex pour l"O = 6)

COVALENCE d"un atome

COVALENCE d"un atomeCOVALENCE d"un atomeCOVALENCE d"un atome = nb liaison qu"il doit établir pour acquérir une structure

stable et atteindre la règle de l"octet (par ex O = 2) HHHH

HHHH NNNN

HHHH

OOOO OOOO

OOOO H H

H H OOOO CCCC OOOO

 Potentiellement 12 électrons sur l"O  Mais pas de place pour loger ces 12 électrons => 1s

2 2s2 2p6 ... la 2ème couche est pleine ! OOOO OOOO

=> La valence dépend l"atome lui-même, la règle de l"octet limite la covalence des atomes !

CHCHCHCH7777 ---- CM2CM2CM2CM2 ---- Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules Structure des Molécules ---- 4444////6666

I. I.I.I. Liaison Covalente Liaison Covalente Liaison Covalente Liaison Covalente I.5I.5I.5I.5 Charge formelleCharge formelleCharge formelleCharge formelle

Sur la représentation de Lewis, il faut faire le décompte des charges présentes sur chacun des atomes

Charge formelle

Charge formelleCharge formelleCharge formelle :::: Excès ou défaut de charge sur un atome dans la molécule par rapport à sa charge intrinsèque (lorsqu"il est seul) : = = -Charge Formellemolécule seulCF Q Q

Attention

AttentionAttentionAttention ::::

On ne compte que les charges DIRECTEMENT au voisinage de l"atome  Doublet non liant : les 2 électrons comptent  Doublet liant : Seul 1 électron - compte Ex : A compléter : Y a-t-il des charges formelles dans les molécules déjà vues CH

4 O2 CO2

A compléter : Et où se trouvent les charges dans les ions suivants ClO - CN-

On compare les atomes dans la

molécule aux atomes pris seuls  Ici, pas de charges formelles

Charge localisée sur l"atome

dans la molécule Charge de l"atome pris seul  Différent du décompte pour la règle de l"octet OOOO H H H

H OOOO

HHHH

HHHH NNNN

HHHH H

H NNNN

HHHH  Pas de charges formelles

Eau HEau HEau HEau H2222OOOO

 Présence de charges formelles

CCCC O

Monoxyde de Carbone COMonoxyde de Carbone COMonoxyde de Carbone COMonoxyde de Carbone CO

CCCC O

QCseul=-4e QOseul=-6e QCmol=-5e QCmol=-5e

CF(C)=QCmol-QCseul=-1e

CF(O)=Q

Omol-QOseul=+1e Charge différente seul ou dans la molécule

Ammoniac NHAmmoniac NHAmmoniac NHAmmoniac NH3333 Ion Ammonium NHIon Ammonium NHIon Ammonium NHIon Ammonium NH4444++++

HHHH

HHHH NNNN

HHHH HHHH H

H NNNN

HHHH H  On localise la charge de l"ion sur le N (Azote)quotesdbs_dbs20.pdfusesText_26