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ATOMES, IONS ET MOLECULES Pourquoi le dioxyde de carbone à pour formule brute CO 2 et pas CO 3 ? Vous allez enfin pouvoir répondre à ces questions qui.

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1 ATOMES, IONS ET MOLECULES Pourquoi le dioxyde de carbone à pour formule brute CO 2 et pas CO 3 ? Vous allez enfin pouvoir répondre à ces questions qui vous hantent lesprit depuis des années … Pourquoi lion Chlorure a pour formule Cl - et pas Cl + ?

2 I) Stabilité des atomes : 1) Les gaz nobles : Ils sont chimiquement inertes (ils ne participent que très rarement pas à des réactions chimiques). Ils restent donc sous forme atomique. Gaz nobles (ou aussi appelé gaz inertes) : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

3 Structure électronique des trois premiers gaz nobles : 2 He : 10 Ne : 18 Ar : La structure des gaz nobles montre quils ont soit 2, soit 8 électrons sur leur couche périphérique. On parlera de structure en duet ou en octet. La couche électronique externe est saturée. (K) 2 (K) 2 (L) 8 (K) 2 (L) 8 (M) 8

4 2) Règle du duet et de loctet : Lors dune réaction chimique, les atomes tendent à adopter une structure électronique similaire à celle des gaz nobles dont la couche externe est saturée. On dit quils satisfont à la règle du duet (atomes dont Z 4) ou de loctet (Z > 4) Lors dune réaction chimique, les atomes tendent à adopter une structure électronique similaire à celle des gaz nobles dont la couche externe est saturée. On dit quils satisfont à la règle du duet (atomes dont Z 4) ou de loctet (Z > 4)

5 la réactivité atomique peut emprunter deux voies : Céder ou prendre des électrons et former un ionion Mettre en commun ses électrons avec dautres atomes pour former une moléculeune molécule

6 II) Formation des ions monoatomiques : Un atome ne peut perdre ou gagner que 1à 3 électrons au maximum. Un atome ne peut perdre ou gagner que 1à 3 électrons au maximum. Un ion négatif est un ____________ il a ________ un ou des _____ Un ion négatif est un ____________ il a ________ un ou des _____ Un ion positif est un ____________ il a ________ un ou des ________ Un ion positif est un ____________ il a ________ un ou des ________ Travail en groupe (2 tables) Prévoir quel type dion vont former les atomes suivants : 11 Na, 17 Cl, 8 O, 3 Li, 12 Mg, 16 S, 9 F, 13 Al aniongagnéélectron(s) cationperduélectron(s)

7 Remarque 1: cas particulier de latome dHydrogène. 1 H forme lion H + Remarque 2 : limite de ce modèle -> on ne peut pas expliquer la formation de certains ions tel que Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+ … limite de ce modèle -> on ne peut pas expliquer la formation de certains ions tel que Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+ …

8 III) Formation des molécules : 1) La liaison de covalence : Pour satisfaire à la règle du duet ou de loctet les atomes peuvent aussi sassocier entre eux et former une molécule. La liaison entre deux atomes consiste à mettre en commun deux électrons provenant de deux atomes, (chaque atome fournissant un électron de sa couche externe)

9 Ce doublet délectron ainsi formé sappelle liaison de covalence ou doublet liant. On représente le doublet liant par un tiret entre les deux atomes Exemple 1 : la molécule de dihydrogène H 2 : H 1 H : (K) 1 il manque un électron à latome dhydrogène pour avoir sa dernière couche saturée (structure en duet)

10 Exemple 2 : La molécule de Chlorure dhydrogène HCl : 1 H : (K) 1 17 Cl : (K) 2 (L) 8 (M) 7 Il manque un électron à lHydogène pour saturer sa dernière couche (structure en duet) et il manque un électron au Chlore pour saturer sa dernière couche (structure en octet) H - Cl

11 2) Schéma de Lewis des molécules : 2) Schéma de Lewis des molécules : Donner le schéma dune molécule cest représenter la couche externe de chaque atome constituant la molécule en faisant apparaître les doublets liants (liaisons de covalence) et les doublets non liants, que chacun deux possède. Donner le schéma dune molécule cest représenter la couche externe de chaque atome constituant la molécule en faisant apparaître les doublets liants (liaisons de covalence) et les doublets non liants, que chacun deux possède. Le schéma de Lewis de la molécule de Chlorure dHydrogène est donc : Le schéma de Lewis de la molécule de Chlorure dHydrogène est donc : H – Cl

12 Remarque : dans certains cas il peut y avoir des doubles liaisons ou des triples liaisons de covalence (atomes liés entre eux par 2 ou 3 liaisons de covalence) Maintenant que vous connaissez le secret de la stabilité des atomes vous allez enfin comprendre pourquoi la molécule deau à pour formule H 2 O et non H 3 O, ou H 2 O 3 ! Génial, …mais vous nauriez pas une technique ?

13 Écrire le nom et la formule brute de la molécule. Écrire le nom et la formule brute de la molécule. Ecrire la structure électronique chaque atome. Ecrire la structure électronique chaque atome. Trouver le nombre d'électrons ne de la couche externe de chaque atome. Trouver le nombre d'électrons ne de la couche externe de chaque atome. Trouver le nombre total nt d'électrons externes intervenant dans la molécule en faisant la somme des différents ne. Trouver le nombre total nt d'électrons externes intervenant dans la molécule en faisant la somme des différents ne. Trouver le nombre total nd de doublets liants et non liants en divisant par 2 le nombre total d'électrons externes nt. Trouver le nombre total nd de doublets liants et non liants en divisant par 2 le nombre total d'électrons externes nt. Répartir les doublets de la molécule en doublets liants (liaisons covalentes) ou en doublets non liants en respectant : Répartir les doublets de la molécule en doublets liants (liaisons covalentes) ou en doublets non liants en respectant : - la règle du « duet » pour l'atome d'hydrogène. - la règle du « duet » pour l'atome d'hydrogène. - la règle de l'octet pour les autres atomes. - la règle de l'octet pour les autres atomes. Méthode proposée pour la détermination de la formule de Lewis des molécules :

14 Dans le cas de la molécule de chlorure dHydrogène cela donne : 1 H : (K) 1 17 Cl : (K) 2 (L) 8 (M) 7 ne = 1 électron sur la dernière couche ne = 7 électrons sur la dernière couche nt = 1+7=8 électrons nd = nt/2 = 4 doublets Il y a donc 4 doublets à répartir, sachant que pour lHydrogène un doublet est nécessaire pour saturée sa dernière couche (duet) et que pour le Chlore un doublet est nécessaire pour saturée sa dernière couche (octet), cest ce doublet qui va lier les atomes. Les 3 autres doublets (non liants) sont sur latome de chlore H – Cl

15 En vous groupant par groupe de 2 tables et en utilisant la technique donnée, trouver le schéma de Lewis des molécules dont la formule brute vous est donnée : Vous désignerez un rapporteur pour aller présenter vos travaux à la classe C HONCl ou F Convention pour la représentation des atomes :

16 IV) Isomérie : Comme nous pouvons le voir pour les deux dernières molécules il y a plusieurs représentation possible. On parlera disomères -Construire les isomères de formule brute C 2 H 6 O -Construire les isomères de formule brute C 2 H 7 N -Construire les isomères de formule C 4 H 10

17 V) Formules développées et semi développées : Pour les molécules qui possèdent beaucoup datomes, les schémas de Lewis pourront sembler assez long à écrire, on utilisera deux schématisations plus simples : -la formule développée -la formule semi développée

18 VI) Géométrie des molécules VI) Géométrie des molécules Nous avons vu en construisant les schémas de Lewis des molécules quils ne nous renseignaient pas sur la disposition spatiale des atomes qui la constitue. Pour prévoir comment les atomes vont sagencer dans une molécule il suffit de savoir que les doublets délectrons (liants et non liants) vont se placer de façon à être le plus éloigné les uns des autres.


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