De l'atome aux édifices chimiques
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• Les règles du « duet » et de « l'octet » permettent d'expliquer et de prévoir la formation de ces édifices.
Quelles sont les représentations qui permettent de visualiser les molécules ?
• Les propriétés physico-chimiques des espèces dépendent de leur formule mais aussi de leur géométrie.
Il devient donc :
• soit un ion monoatomique positif, appelé cation ;
• soit un ion monoatomique négatif, appelé anion.
L'ion monoatomique ainsi obtenu est plus stable que l'atome dont il est issu ; il a la structure du gaz inerte le plus proche.
• L'atome de chlore Cl (Z = 17) gagne un électron et forme ainsi l'ion négatif appelé anion chlorure (Cl-). Cet ion a la même structure électronique que l'argon Ar (18 électrons) :
(K)2(L)8(M)8.
• L'atome de magnésium Mg (Z = 12), pour ressembler au néon (Ne : Z = 10 donc 10 électrons), peut perdre 2 électrons. Il forme ainsi l'ion positif magnésium Mg2+.
Dans une molécule, les atomes sont plus stables que s'ils sont pris isolément.
L'atome d'hydrogène
peut s'associer avec un autre
atome d'hydrogène et former la molécule
de dihydrogène (gaz intervenant dans la
combustion des moteurs d'une fusée).Chaque atome apporte un électron (liaison covalente simple) et acquiert la structure électronique de l'atome d'hélium He (K)2.
La molécule de dioxyde de carbone :
La formule brute permet de rendre compte du nombre et du type des atomes composant la molécule, mais ne donne aucune information sur l'enchaînement des atomes et sa géométrie.
Pour représenter la formule brute d'une molécule, on utilise le symbole de chaque atome composant la molécule et on met en indice le nombre de ces atomes.
L'indice 1 n'est jamais représenté.
• La molécule de dihydrogène comporte deux atomes d'hydrogène (H). Sa formule brute est H2.
• La molécule d'éthanol comporte 2 atomes de carbone (C), 5 atomes d'hydrogène (H) et 1 atome d'oxygène (O). Sa formule brute est C2H5O.
► La formule développée
La formule développée et son « raccourci », la formule semi-développée, permettent de rendre compte de l'enchaînement des atomes dans la molécule.
Dans la formule développée, toutes les liaisons sont représentées.
Dans la formule semi-développée, les liaisons entre les atomes de carbone et d'hydrogène ne sont pas représentées.
• La formule développée de la molécule de dihydrogène est : H-H.
• La formule semi-développée de la molécule de butane, C4H10, est : CH3-CH2-CH2-CH3.
Deux molécules ayant la même formule brute mais des formules développées ou semi-développées différentes sont des isomères de constitution.
Dans ce modèle, chaque liaison covalente (doublet d'électrons liants) est représentée par un trait simple horizontal ou vertical.
Les doublets d'électrons non liants (électrons des couches externes qui ne participent pas aux liaisons coyalentes) sont représentés par des traits simples placés autour du symbole de l'atome correspondant.
Le symbole de l'atome représente son noyau et ses couches internes.
La molécule de chlorure d'hydrogène a pour formule brute HCl.
H possède 1 électron liant (1 liaison simple possible).
Cl possède 1 électron liant (1 liaison simple possible) et 6 électrons non liants, soient 3 doublets non liants.
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Représentation de Lewis :
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Le maximum de liaisons est disposé dans un même plan. On tient compte des angles entre les différentes liaisons.
Les doublets non liants ne sont pas représentés.
La molécule de méthane CH4.
Un atome qui a gagné des électrons est un ion monoatomique négatif, appelé anion.
Une molécule est un ensemble d'atomes liés entre eux par des liaisons covalentes.
La liaison covalente est une mise en commun d'un ou plusieurs électrons externes provenant de chaque atome composant une molécule.
Deux molécules ayant la même formule brute mais des formules développées ou semi-développées différentes sont des isomères de constitution.
La représentation de Lewis permet de visualiser l'enchaînement des atomes dans un plan et les doublets non liants, ainsi que de prévoir la structure des atomes mais ne donne aucune information sur sa géométrie.
La représentation de Cram donne une image de la géométrie de la molécule.
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