Représenter la formule de Lewis d’une molécule

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


Rappels de cours

1 Les règles du duet et de l’octet

► Contrairement aux autres atomes, les gaz nobles existent sous la forme stable d’atomes non associés. Leur inertie (ou stabilité) chimique provient de leur structure électronique en duet ou en octet.

exemple

Atome

Numéro atomique Z

Formule électronique

Hélium He

2

K2 deux électrons (duet) externes

Néon Ne

10

K2L8 huit électrons (octet) externes

► Les autres atomes tendent à adopter la structure électronique stable des gaz nobles, c’est-à-dire à posséder deux électrons (règle du duet) ou huit électrons (règle de l’octet) sur leur couche externe.

► Pour respecter la règle du duet ou de l’octet, un atome peut :

perdre ou gagner des électrons et se transformer alors en ion ;

se lier à d’autres atomes en formant avec eux des liaisons covalentes et constituer des molécules.

2 Les liaisons covalentes et les doublets non liants

► Une liaison covalente (ou doublet liant) résulte de la mise en commun de deux électrons externes par (et entre) deux atomes, chaque atome apportant un électron.

► Les électrons externes d’un atome non engagés dans une liaison se regroupent deux par deux en doublets non liants (ou doublets libres).

► En général, un atome forme autant de liaisons covalentes qu’il lui manque d’électrons pour respecter la règle du duet ou de l’octet. Et son nombre de doublets non liants est égal au nombre d’électrons de sa couche externe non mis en commun, divisé par deux.

3 La représentation de Lewis d’une molécule

Dans la représentation (ou formule) de Lewis d’une molécule :

le symbole de l’élément représente le noyau et les électrons internes de l’atome ;

les doublets d’électrons externes (liants et non liants) sont représentés par des tirets. Une laison simple est notée -, une liaison double est notée = et une liaison triple est notée .

exemple

Le méthanol 99064_F20_Chem002.

Méthode

Écrire la formule de Lewis d’une molécule.

On étudie la molécule d’ammoniac NH3.

1. Chercher le numéro atomique de chaque atome, puis écrire leur formule électronique. En déduire le nombre d’électrons manquant à chaque atome pour atteindre une structure électronique stable.

2. En déduire le nombre maximal de liaisons covalentes que peut établir cet atome. Placer, entre les atomes, autant de doublets liants que possible.

3. Pour chaque atome, déterminer le nombre de doublets non liants l’entourant dans la molécule.

4. Ajouter les doublets non liants autour de chaque atome pour obtenir l’écriture de la formule de Lewis de la molécule.

Solution

1. H (Z = 1) : K1 et N (Z = 7) : K2L5. Pour H il y a 21 = 1 électron manquant. Pour N il y a 8 – 5 = 3 électrons manquants.

2. N forme donc trois liaisons simples avec trois H qui vérifient respectivement les règles de l’octet et du duet : 99064_F20_Chem003.

3. Pour H, il reste 11=0 électron sur sa couche externe non mis en commun. Pour N, il reste 53=2 électrons sur sa couche externe non mis en commun. Il y a donc 2/2 = 1 doublet non liant autour de N et aucun autour des H.

4. 99064_F20_Chem004