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© copyright 2013 Jacques Ardissone Des atomes aux molécules Une molécule est un assemblage datomes électriquement neutre. Les atomes des gaz rares sont.

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1 © copyright 2013 Jacques Ardissone Des atomes aux molécules Une molécule est un assemblage datomes électriquement neutre. Les atomes des gaz rares sont extrêmement stables et ne sassocient pas en molécules. Leur structure électronique est donc très stable. AtomeZFormule électronique He2K2K2 Ne10K2L8K2L8 Ar18K2L8M8K2L8M8 Structure électronique externe en duet (2e - sur la couche K) ou en octet. H2OH2O NH 3 H3O+H3O+ Stabilité des gaz rares

2 Des atomes aux molécules Comment les autres atomes peuvent-ils obéir à la règle du duet ou de loctet et devenir plus stables? Reprenons une partie du tableau du TP: AtomeHCNO Numéro atomique Z = nombre de protons du noyau = nombre délectrons 1678 Formule électroniqueK1K1 K2L4K2L4 K2L5K2L5 K2L6K2L6 Nombre dé sur la couche externe1456 Nombre dé manquants pour avoir un duet ou un octet 2 -1 = = 48 – 5 = 38 – 6 = 2 Nbre de liaisons covalentes que latome doit faire = nombre de doublets liants 1432 Nbre dé restants sur la couche externe1 – 1 = 04 – 4 = 05 – 3 = 26 – 2 = 4 Nbre de doublets non liants0012 Chaque atome échange un certain nombre délectrons avec dautres atomes. Doublets liants et doublets non-liants

3 AtomeHCNO Nbre de liaisons covalentes que latome doit faire = nombre de doublets liants 1432 Nbre de doublets non liants0012 Formules développées de H 2, O 2, H 2 O, CO 2, NH 3 et CH 4 Retenons quune liaison covalente est la mise en commun de 2 é entre 2 atomes (1 é par atome): on la représente par un trait horizontal ou vertical elle représente un doublet liant. Une liaison covalente peut être double ( 2 traits parallèles soit 2 doublets liants) ou triples (3 traits parallèles soit 6 é échangés).

4 Des atomes aux molécules Vérifions le nombre de liaisons de chaque atome dans la formule développée de la tyrosine: Exercice

5 Des atomes aux molécules Représentation de Lewis dune molécule: Dans cette représentation, le symbole de lélément représente le noyau de latome et les électrons des couches internes. Les liaisons sont représentées par des tirets: et on indique autour de chaque atome les doublets non liants par des petits traits AtomeHCNO Nbre de liaisons covalentes que latome doit faire = nombre de doublets liants 1432 Nbre de doublets non liants0012 Dans la représentation de Lewis, on voit bien que chaque atome possède un duet ou un octet.

6 Des atomes aux molécules Géométrie des molécules. Pour une stabilité maximale, les 4 doublets, quils soient liants ou non liants, se repoussent au maximum dans une molécule et adoptent une disposition tétraédrique:

7 Des atomes aux molécules Molécules simples Ainsi, la molécule de Méthane CH 4 est tétraédrique: Celle dammoniac NH 3 est pyramidale: La molécule deau H 2 O est coudée:

8 Des atomes aux molécules Cas dune double liaison C=O, C=N ou C=C: Les doublets quils soient liants ou non-liants sécartent au maximum dans lespace. Latome de carbone a un environnement trigonal plan: autour de lui, 3 liaisons coplanaires Par exemple, dans léthylène, C 2 H 6, les centres des 6 atomes sont coplanaires, les 6 angles de liaison sont tous égaux à 120°: Il ny a pas de libre rotation autour de C=C

9 Des atomes aux molécules Cas de 2 doubles liaisons Le carbone central a un environnement linéaire (les centres des 3 atomes sont alignés). La molécule de dioxyde de carbone CO 2 est linéaire

10 Des atomes aux molécules Cas dune triple liaison Récapitulatif Les centres des 3 atomes sont alignés (environnement linéaire pour un carbone triplement lié).

11 Des atomes aux molécules Isomérie Z/E Des molécules sont dites isomères si elles ont la même formule brute mais sont différentes par la disposition des atomes ou des groupes datomes dans lespace. Par exemple avec le but-2ène, il y a 2 isomères: Isomère Z, les 2 groupes CH 3 sont du même côté de la double liaison (Zusammen = ensemble). Isomère E, les 2 groupes CH 3 sont de part et dautre de la double liaison (Entgegen = opposé). La double liaison C=C empêche la libre rotation autour de laxe carbone-carbone

12 Des atomes aux molécules Pour passer dun isomère à lautre, il faut lui fournir de lénergie pour casser provisoirement une des 2 liaisons C=C mais pas les 2. La liaison C-C devenant simple pour un temps, elle permet la libre rotation autour de son axe. Lisomère (Z), par exemple, peut alors se transformer en isomère (E). Ceci est possible, par exemple, sous leffet de la lumière, on parle alors de photo-isomérisation. Photo-isomérisation


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