646 Chapitre 24
Molécules et solvants
• Calculons les charges formelles et vérifions leur cohérence avec la charge de l’ion :
O N
O
O
— pour l’oxygène de droite et celui du bas : CF = 6 − 7 = −1,
— pour l’oxygène de gauche : CF = 6 − 6 = 0,
— pour l’azote : CF = 5 − 4 = +1.
On en déduit :
4
i=1
CF i = (−1) + (−1) + 0 + (+1) = −1 (en accord avec la charge de l’ion).
• Écrivons la formule de Lewis finale : O
⊕
N
O
O
Dans certains cas, il est impossible de dégager la représentation de Lewis la plus probable, ce qui
oblige à écrire différentes formes appelées formes mésomères.
Les formes mésomères sont les différentes formules de Lewis vraissemblables. La molécule
réelle se rapproche d’un compromis statistique entre ces différentes formes appelées hybride
de résonance.
Définition : Formes mésomères
Par exemple, dans le cas de l’ion nitrate, nous pouvons représenter trois formes de Lewis équiprobables :
O
⊕
N
O
O
⊕
N
O
O
O
⊕
N
O
O
O
Ces trois formes sont équiprobables car l’atome d’oxygène portant deux doublets non liants peut
être choisi aléatoirement parmi les trois. Ainsi, chaque liaison aura un caractère intermédiaire entre
une liaison simple et une liaison double. De plus, chaque atome d’oxygène porte deux fois sur trois
une charge formelle négative ce qui donne en moyenne −
2
3 . L’hybride de résonance pourra donc
être mis sous la forme suivante :
⊕
N
2
3
O
2
3
O
2
3
O
Quelle est la réalité des charges formelles ?
Ces charges formelles résultent d’une logique comptable après attribution arbitraire des électrons
de valence. La réalité est beaucoup plus complexe car c’est la différence d’électronégativité entre
les différents éléments liés qui est responsable de la répartition des charges électroniques au sein
de l’édifice chimique. Ainsi dans une molécule n’ayant aucune charge formelle, la répartition du
nuage électronique autour des noyaux peut faire apparaître des charges partielles qu’il ne faudra
pas confondre avec les charges formelles.
Qu’est-ce qu’une charge partielle ?
Considérons une molécule A B sans charge formelle. Si l’atome A est plus électronégatif que
l’atome B, alors les électrons de la liaison sont plus attirés par A et la liaison se polarise par
apparition d’un déséquilibre de charges. La molécule est alors notée A
δ– B
δ+ tel que :
— la charge partielle δ
− représente l’excès de charges négatives de l’atome A et vaut −q ;
— la charge partielle δ
+ représente le défaut de charges négatives de l’atome B et vaut +q.
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Molécules et solvants
• Calculons les charges formelles et vérifions leur cohérence avec la charge de l’ion :
O N
O
O
— pour l’oxygène de droite et celui du bas : CF = 6 − 7 = −1,
— pour l’oxygène de gauche : CF = 6 − 6 = 0,
— pour l’azote : CF = 5 − 4 = +1.
On en déduit :
4
i=1
CF i = (−1) + (−1) + 0 + (+1) = −1 (en accord avec la charge de l’ion).
• Écrivons la formule de Lewis finale : O
⊕
N
O
O
Dans certains cas, il est impossible de dégager la représentation de Lewis la plus probable, ce qui
oblige à écrire différentes formes appelées formes mésomères.
Les formes mésomères sont les différentes formules de Lewis vraissemblables. La molécule
réelle se rapproche d’un compromis statistique entre ces différentes formes appelées hybride
de résonance.
Définition : Formes mésomères
Par exemple, dans le cas de l’ion nitrate, nous pouvons représenter trois formes de Lewis équiprobables :
O
⊕
N
O
O
⊕
N
O
O
O
⊕
N
O
O
O
Ces trois formes sont équiprobables car l’atome d’oxygène portant deux doublets non liants peut
être choisi aléatoirement parmi les trois. Ainsi, chaque liaison aura un caractère intermédiaire entre
une liaison simple et une liaison double. De plus, chaque atome d’oxygène porte deux fois sur trois
une charge formelle négative ce qui donne en moyenne −
2
3 . L’hybride de résonance pourra donc
être mis sous la forme suivante :
⊕
N
2
3
O
2
3
O
2
3
O
Quelle est la réalité des charges formelles ?
Ces charges formelles résultent d’une logique comptable après attribution arbitraire des électrons
de valence. La réalité est beaucoup plus complexe car c’est la différence d’électronégativité entre
les différents éléments liés qui est responsable de la répartition des charges électroniques au sein
de l’édifice chimique. Ainsi dans une molécule n’ayant aucune charge formelle, la répartition du
nuage électronique autour des noyaux peut faire apparaître des charges partielles qu’il ne faudra
pas confondre avec les charges formelles.
Qu’est-ce qu’une charge partielle ?
Considérons une molécule A B sans charge formelle. Si l’atome A est plus électronégatif que
l’atome B, alors les électrons de la liaison sont plus attirés par A et la liaison se polarise par
apparition d’un déséquilibre de charges. La molécule est alors notée A
δ– B
δ+ tel que :
— la charge partielle δ
− représente l’excès de charges négatives de l’atome A et vaut −q ;
— la charge partielle δ
+ représente le défaut de charges négatives de l’atome B et vaut +q.
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