Fiche de révision : Structure des molécules

Structure des molécules

• À partir des structures électroniques des atomes, on peut établir une structure de Lewis des atomes : on prend la couche externe, c’est-à-dire la dernière, et on arrange les électrons de telle manière à maximiser leur nombre dans quatre cases.

À retenir

• Le point symbolise un électron célibataire qui pourra faire une liaison covalente en se liant à un autre électron célibataire. Le tiret symbolise un doublet non liant.

• Une molécule est un assemblage électriquement neutre d’atomes liés entre eux par des liaisons covalentes.
• Une liaison covalente est une mise en commun par deux atomes de deux électrons célibataires, celle-ci peut-être simple, double ou triple selon le nombre de liaisons entre les atomes.
• Dans une molécule, les atomes forment des liaisons covalentes entre eux jusqu’à avoir un octet (ou un duet) complet, c’est-à-dire que la somme des électrons dans les doublets non liants autour de l’atome, ainsi que ceux impliqués dans les liaisons covalentes ne peut pas excéder huit (ou deux) et dans l’idéal est égal à huit (ou deux). On peut ainsi déterminer le nombre maximal de liaison que peut former chaque type d’atome.
• La formule brute est le nombre d’atomes contenus dans une molécule.
• Dans la représentation de Lewis, on symbolise les liaisons par des traits entre atomes et les doublets non liants par des traits (ou deux points) sur les atomes.

Géométrie des molécules

• Dans une molécule, les doublets électroniques (les liaisons et les doublets non liants) autour de tous les atomes s’éloignent au maximum pour minimiser les répulsions électrostatiques entre les électrons qui forment ces liaisons.
• La géométrie dépend du nombre de doublets non liants et de liaisons autour de l’atome.
• Dans la représentation de Cram, une liaison entre deux atomes qui sont dans le même plan est représentée par un trait plein. Une liaison entre un atome dans le plan et un atome en avant de ce plan est représentée par un triangle plein. Enfin, une liaison entre un atome dans le plan et un atome en arrière de ce plan est représentée par un triangle hachuré ou un trait pointillé.
• Dans la représentation topologique, les liaisons carbone-carbone sont représentées par des segments qui forment une ligne brisée, c’est-à-dire que chaque « brisure » est un atome de carbone. De plus, les liaisons carbone-hydrogène ne sont pas représentées. Les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène liés à des atomes de carbone ne sont pas non plus représentés.
• Les molécules de type R - CH = CH - R’ où R et R’ sont des groupes d’atomes autres que l’hydrogène existent sous la forme de deux isomères géométriques :
• il est Z si R et R’ sont positionnés du même côté de la double liaison (Z vient de l’allemand zusammen, « ensemble »);
• il est E si R et R’ sont positionnés de part et d’autre de la double liaison (E vient de l’allemand entgegen, « opposé »).
• Les deux isomères Z et E n’ont pas les mêmes propriétés physiques ou chimiques.
• Il peut y avoir une isomérisation entre les deux isomères par apport d’énergie pour rompre la double liaison, ce qui permet la libre rotation et la reformation du nouvel isomère.