C.5.1. formation et géométrie des moléciules

L’ESSENTIEL 1 1èreSPHYKÊMIA

Chap 5.1 Formation et géométrie des molécules.

P. B

ella

nca-

Pene

l, L

ycée

Am

père

, Lyo

n

Stabilité chimique des atomes

Stabilité chimique des atomes

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Structure électronique

http

://o

lical

.free

.fr/c

ouch

intr

o.sw

f

Stabilité chimique des atomes

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Stabilité chimique des atomes

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Stabilité chimique des atomes

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Stabilité chimique des atomes

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Stabilité chimique des atomes

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

un duet sur la couche externe K ou un octet d’électrons sur la couche externe L

ou M assure stabilité chimique

Les 2 voies de la sagesse

Les 2 voies de la sagesse

ions

Les 2 voies de la sagesse

ions

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

Les 2 voies de la sagesse

ions

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(8)

-

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

H-Cl

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

H-Cl

doublet liant

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

H-Cl

Les 2 voies de la sagesse

ions molécules

MgK(2)L(8)

M(2)

FK(2)L(7)

MgK(2)L(8)

2+

FK(2)L(7)

-

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

H-ClRéaliser un duet

ou un octet d’électrons

Représentation de Lewis des molécules

H-ClGilbert Lewis(1875-1946)

H-Cldoublet liant

Représentation de Lewis des molécules

H-Cldoublet liant

doublets non liant

Représentation de Lewis des molécules

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

électron périphérique engagé dans une liaison «covalente»

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

3 doublets d’électrons périphériques non engagés dans une liaison

«covalente»

HK(1)

ClK(2)L(8)

M(7)

H-Cl

H-Cl1+ 17+

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Un atome va former autant de liaisons qu’il lui manque d’électrons sur sa couche périphérique pour

atteindre le duet ou l’octet

HK(1)

HeK(2)

LiK(2)L(1)

BeK(2)L(2)

BK(2)L(3)

CK(2)L(4)

NK(2)L(5)

OK(2)L(6)

FK(2)L(7)

NeK(2)L(8)

NaK(2)L(8)

M(1)

MgK(2)L(8)

M(2)

AlK(2)L(8)

M(3)

SiK(2)L(8)

M(4)

PK(2)L(8)

M(5)

SK(2)L(8)

M(6)

ClK(2)L(8)

M(7)

ArK(2)L(8)

M(8)

Atomes Nombre de liaisons Doublets non-liants

H 1 0

C 4 0

N 3 1

O 2 2

Cl 1 3

H-Cl4 doublets

phériphériques autour du chlore

Régle de l’octet respectée

H-Cl4 doublets

phériphériques autour du chlore

1 doublet phériphérique

autour de l’hydrogène

Régle du duet respectée

Régle de l’octet respectée

O C OLa formule de Lewis d’une molécule

présente les doublets liants ET les doublets non liants autour de

chaque atome

Géométrie des

molécules

Répulsion minimale

entre doublets périphériques

Ron

ald

Gill

espi

e, 1

957

modèle VSEPR

exemple 1: CO2

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

exemple 1: CO2

C OO

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

exemple 1: CO2

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C OO

2groupes

indépendants de doublets d’électrons

exemple 1: CO2

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C OO

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

exemple 1: CO2

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C OO

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

180°

exemple 1: CO2

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C OO

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

180°

C OOgéométrie

linéaire

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

C H

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

C H

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

C H

3

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

C H

géométrie trigonale plane

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

C H

géométrie trigonale plane

120°

120°

120°

exemple 2: C2H4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

HH

H

C H

géométrie trigonale plane

CHH

HC H

exemple 3: H2O* Repérer le nombre de groupes

indépendants de doublets d’électrons autour de l’atome

centralO

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

exemple 3: H2O* Repérer le nombre de groupes

indépendants de doublets d’électrons autour de l’atome

centralO

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

4

exemple 3: H2O* Repérer le nombre de groupes

indépendants de doublets d’électrons autour de l’atome

centralO

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

exemple 3: H2O* Repérer le nombre de groupes

indépendants de doublets d’électrons autour de l’atome

centralO

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

H

exemple 3: H2O* Repérer le nombre de groupes

indépendants de doublets d’électrons autour de l’atome

centralO

H

H

géométrie coudée (plane)

HH

O

exemple 4: NH3

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

N

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

exemple 4: NH3

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

N

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

4

exemple 4: NH3

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

N

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

exemple 4: NH3

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

N

H

HH

géométrie pyramidale à base triangumaire

N

H

HH

exemple 5: CH4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

H

exemple 5: CH4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

H

4

exemple 5: CH4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

H

* Appliquer le modèle de répulsion électrique minimale entre les

groupes indépendants de doublets d’électrons

HH

H

exemple 5: CH4

* Repérer le nombre de groupes indépendants de doublets

d’électrons autour de l’atome central

C

H

HH

HGéométrie

tétraédrique

H

H

H

HC

A très bientôtsur

PHYKHÊMIA