Prévoir la géométrie des molécules

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Couleur et géométrie des molécules


Rappels de cours

1 La répulsion des doublets d’électrons

► La représentation de Lewis permet de déterminer l’agencement des doublets d’électrons (liants et non liants), porteurs de charges négatives.

► Règle de la répulsion minimale des doublets : les doublets d’électrons (liants et non liants) d’un atome se positionnent dans l’espace de façon à toujours minimiser la répulsion électrique qu’ils exercent les uns sur les autres.

► La structure spatiale d’une molécule est donc celle dans laquelle des doublets d’électrons (liants ou non liants) autour de chaque atome s’écartent au maximum les uns des autres.

2 Prévision de la géométrie

à noter Un tétraèdre est un polyèdre possédant 4 faces triangulaires.

► La forme géométrique d’une molécule dépend du nombre et de la nature des doublets mis en jeu par les atomes qu’elle contient.

exemple

Molécule

Formule de Lewis

Doublets d’électrons de l’atome central

Modèle spatial

Forme de la molécule

Méthane CH4

99064_F21_Chem001

4 liaisons simples

99064_fiche_21_doc_01

Molécule

tétraédrique

Ammoniac NH3

99064_F21_Chem002

3 liaisons simples et 1 doublet non liant

99064_fiche_21_doc_02

Molécule pyramidale

Eau H2O

99064_F21_Chem003

2 liaisons simples et 2 doublets non liants

99064_fiche_21_doc_03

Molécule plane coudée

► D’autres géométries existent. Par exemple, en l’absence de doublet non liant sur l’atome central, la molécule de méthanal est triangulaire.

Méthanal CH2O

99064_F21_Chem004

1 double liaison et 2 liaisons simples

99064_fiche_21_doc_04

Molécule

plane triangulaire

Méthode

Exploiter la représentation géométrique d’une molécule

Le tableau ci-dessous donne les représentations géométriques de la molécule de phosphine et de dichlorométhane.

Phosphine

Dichlorométhane

99064_fiche_21_doc_05

99064_fiche_21_doc_06

Pour chacune de ces molécules, préciser :

1. sa formule brute ;

2. sa formule de Lewis ;

3. sa représentation de Cram.

La représentation de Cram permet de représenter une molécule en faisant apparaître sa géométrie tridimensionnelle dans un plan. Des conventions différentes ont été choisies pour représenter les liaisons (doublets liants) : dans le plan : 99064_F21_Chem006 ; en avant du plan : 99064_F21_Chem007 ; en arrière du plan : 99064_F21_Chem008 ;

4. le nom de sa géométrie.

Solution

1. Phosphine : PH3 et dichlorométhane : CH2Cl2.

2. Phosphine : 99064_F21_Chem009 et dichlorométhane : 99064_F21_Chem010. .

3. Phosphine : 99064_F21_Chem011 et dichlorométhane : 99064_F21_Chem012.

4. Phosphine : pyramidale et dichlorométhane : tétraédrique.