Structures de Lewis des molécules

Définition des structures de Lewis On doit au chimiste américain G.N. Lewis, une méthode originale permettant de représenter une molécule ou un ion. Les composantes d ’une structure ou diagramme de Lewis sont des atomes et leurs électrons périphériques. Chaque doublet de liaison est généralement représenté par un tiret. H — O — H H O H Doublet d’électrons partagé entre deux atomes = doublet de liaison Doublet libre

Utilité des structures de Lewis La structure de Lewis d ’une molécule ou d ’un ion permet de prévoir sa structure tridimensionnelle. La structure de Lewis d ’une molécule permet de prévoir sa polarité. O HH

Élaboration des structures de Lewis : étape 1 Pour écrire une structure de Lewis on doit premièrement déterminer l ’arrangement des atomes Dans les molécules ou ions binaires simples, l ’atome central est celui présent en plus petit nombre et son symbole apparaît souvent en premier dans la formule L ’atome H est toujours terminal SO 2 SOO N2H4N2H4 N NO 3 - N O O O N HH HH N 2 O et N 2 S sont des exceptions N2ON2ONNO H2SH2SSHH

Élaboration des structures de Lewis : étape 1 L ’atome C est toujours central et fait généralement 4 liaisons Dans de nombreux acides, un atome central est entouré de O et des H sont reliés aux O CHCl 3 CH Cl H 2 SO 4 S CF 2 Br 2 CF F Br O O O O H Cl Br H HSO 3 - SO O O H

Élaboration des structures de Lewis : étape 2 Pour écrire une structure de Lewis on doit calculer le nombre d ’électrons périphériques à répartir dans la molécule ou l’ ion On trouve le nombre d ’électrons périphériques pour chaque atome dans le tableau périodique On additionne les nombres d ’électrons de chacun des atomes SO 2 S [Ne]3s 2 p 4 6 électrons périphériques Dans le cas d ’un ion on doit soustraire sa charge 1 S  1 x 6 = 6 é 2 O  2 x 6 = 12 é Total  = 18 é  9 doublets NO 3 - Total  (-1) = 24 é  12 doublets

Élaboration des structures de Lewis : étape 3 Pour écrire une structure de Lewis on doit placer des doublets de liaison pour relier les atomes entre eux SO 2 9 doublets SOO NO doublets N O O O H 2 S 4 doublets SHH

Élaboration des structures de Lewis : étape 4 Pour écrire une structure de Lewis on doit répartir les électrons qui ne participent pas à des liaisons comme électrons libres SO 2 9 doublets SOO NO doublets N O O O H 2 S 4 doublets SHH On attribue en premier des é aux atomes terminaux Dans la structure finale chacun des atomes (sauf H) devra autant que possible être entouré de 4 doublets (règle de l ’octet) On attribue les é restants à l ’atome central On n ’attribue pas d ’é libres à l ’atome H

Élaboration des structures de Lewis : étape 5 Pour écrire un diagramme de Lewis, on déplacera, si nécessaire, des électrons des atomes terminaux vers l ’atome central pour que celui-ci respecte la règle de l ’octet SO 2 9 doublets SOO NO doublets N O O O SOO N O O O

Élaboration des structures de Lewis : étape 6 Pour compléter un diagramme de Lewis, on calculera les charges formelles de chaque atome et on essaiera de réduire cette charge SOO Charge formelle = (nombre d ’é de l ’atome neutre) - (nombre d ’é libres) - (nombre de liaisons) (+)(-) q = = +1 q = = -1 SOO Dans la nouvelle structure obtenue, l ’atome central est entouré de plus que 4 doublets. Ceci est possible pour des atomes des périodes 3, 4, 5, 6 ou 7 La structure 1, a l ’avantage de respecter la règle de l ’octet pour chacun de ses atomes. La structure 2, a l ’avantage d ’une charge formelle nulle pour chacun de ses atomes. Les 2 structures seront acceptables.

Élaboration des structures de Lewis : étape 6 (+) (-) q = 5-4 = +1 q = = -1 Dans la nouvelle structure obtenue, l ’atome central est entouré de plus que 4 doublets. Ceci est impossible pour des atomes de la période 2 Seule la structure 1 est acceptable N O O O q = = -1 (-) N O O O