cours:lycee:generale:premiere_generale:physique_chimie:structure_et_geometrie_des_especes_chimiques
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+ | ====== Structure et géométrie des espèces chimiques ====== | ||
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+ | ===== Prérequis ===== | ||
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+ | Ce cours nécessite la maîtrise des notions de base sur la structure atomique (nombre de protons, neutrons, électrons, couches électroniques, | ||
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+ | ===== Chapitre 1 : La représentation de Lewis et la notion de doublet liant et non liant ===== | ||
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+ | ==== 1.1 Représentation de Lewis : un outil indispensable ==== | ||
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+ | La **représentation de Lewis** est un outil graphique permettant de visualiser la répartition des électrons de valence dans une molécule ou un ion. Elle permet de prévoir la **géométrie** de la molécule et son **caractère polaire ou apolaire**. | ||
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+ | * **Définition :** La représentation de Lewis consiste à représenter les atomes par leur symbole chimique, et les électrons de valence par des points (•) ou des traits (-) représentant les doublets liants et non liants. Les électrons de valence sont les électrons de la dernière couche électronique. | ||
+ | |||
+ | * **Règle de l' | ||
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+ | * **Exemple :** Représentons la molécule de méthane, CH₄. Le carbone possède 4 électrons de valence, et chaque hydrogène possède 1 électron de valence. La représentation de Lewis est : | ||
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+ | H | ||
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+ | H-C-H | ||
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+ | H | ||
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+ | ==== 1.2 Doublets liants et non liants ==== | ||
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+ | * **Doublet liant:** Un doublet liant est constitué de deux électrons mis en commun entre deux atomes pour former une liaison covalente. Il est représenté par un trait (-) dans la représentation de Lewis. | ||
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+ | * **Doublet non liant:** Un doublet non liant est un doublet d' | ||
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+ | * **Exemple: | ||
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+ | H | ||
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+ | O: | ||
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+ | H | ||
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+ | ==== 1.3 Exceptions à la règle de l' | ||
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+ | Certains atomes, notamment ceux des troisième période et au-delà, peuvent avoir plus de 8 électrons de valence (par exemple, le phosphore dans PCl₅). D' | ||
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+ | ===== Chapitre 2 : Géométrie des molécules et théorie de la répulsion des paires électroniques de valence (VSEPR) ===== | ||
+ | |||
+ | La **théorie VSEPR** (Valence Shell Electron Pair Repulsion) permet de prédire la géométrie d'une molécule en se basant sur la répulsion entre les paires électroniques (liantes et non liantes) autour de l' | ||
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+ | ==== 2.1 Principe de la théorie VSEPR ==== | ||
+ | |||
+ | La géométrie d'une molécule est déterminée par le nombre total de paires électroniques autour de l' | ||
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+ | * L' | ||
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+ | ==== 2.2 Exemples de géométries moléculaires ==== | ||
+ | |||
+ | * **AX₂:** Linéaire (angle de liaison de 180°). Exemple : CO₂. | ||
+ | * **AX₃:** Trigonal plane (angle de liaison de 120°). Exemple : BF₃. | ||
+ | * **AX₄:** Tétraédrique (angle de liaison de 109,5°). Exemple : CH₄. | ||
+ | * **AX₂E:** Coude ou plié (angle de liaison inférieur à 180°). Exemple : H₂O (angle de liaison environ 104,5°). | ||
+ | * **AX₃E:** Trigonal pyramidale. Exemple : NH₃. | ||
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+ | ===== Chapitre 3 : Polarisation des liaisons et polarité des molécules ===== | ||
+ | |||
+ | ==== 3.1 Électronégativité et polarisation des liaisons ==== | ||
+ | |||
+ | L' | ||
+ | |||
+ | ==== 3.2 Polarité des molécules ==== | ||
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+ | La polarité d'une molécule dépend de la polarité de ses liaisons et de sa géométrie. | ||
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+ | * **Molécule polaire:** Une molécule est polaire si son moment dipolaire total est non nul. Cela se produit si les liaisons sont polaires et si la géométrie de la molécule empêche une compensation des moments dipolaires des liaisons. Exemple : H₂O. | ||
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+ | * **Molécule apolaire:** Une molécule est apolaire si son moment dipolaire total est nul. Cela se produit si les liaisons sont apolaires ou si les moments dipolaires des liaisons se compensent du fait de la symétrie de la molécule. Exemple : CO₂. | ||
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+ | ===== Résumé ===== | ||
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+ | * **Représentation de Lewis:** Méthode graphique pour visualiser la répartition des électrons de valence. | ||
+ | * **Règle de l' | ||
+ | * **Doublet non liant:** Deux électrons appartenant à un seul atome. | ||
+ | * **Théorie VSEPR:** Prédit la géométrie moléculaire en se basant sur la répulsion des paires électroniques. | ||
+ | * **Électronégativité: | ||
+ | * **Liaison polaire:** Liaison avec une différence d' | ||
+ | * **Molécule polaire:** Moment dipolaire total non nul. | ||
+ | * **Molécule apolaire:** Moment dipolaire total nul. | ||
+ | * **Chapitre 1:** Introduction à la représentation de Lewis et aux doublets liants et non liants. | ||
+ | * **Chapitre 2:** Présentation de la théorie VSEPR et des différentes géométries moléculaires. | ||
+ | * **Chapitre 3:** Définition de l' | ||
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