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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 149 — #157
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MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
Distances interatomiques dans les molécules et ions
Les tableaux 3.2 indiquent quelques distances entre atomes liés dans diverses molécules.
Ceux-ci seront notés X et Y de façon générique.
Liaison
H 2 O 2
N 2
F 2
Cl 2 HF HCl HBr
d XY / pm 75 121 110 142 199 92 127 141
Liaison NN
NH 2 NH 2
HNNH
N≡N
d NN / pm
145
125
110
Liaison CC
CH 3 CH 3
CH 2 CH 2
HC≡CH
d CC / pm
154
134
120
TABLE 3.2 – Distances interatomiques observées dans les molécules
Les données précédentes montrent que la distance entre deux atomes liés ne dépend pas
seulement de la nature des atomes en interaction mais de façon générale de l’édifice auquel
ils appartiennent. Ici aussi, un modèle de la liaison chimique est d’autant plus performant
qu’il rend compte de tout ou partie de ces variations.
Arrangement spatial
De nombreux ions ou molécules s’organisent autour d’un atome central. La géométrie observée est alors souvent décrite par des polyèdres bien connus (tétraèdre, octaèdre), la structure observée s’écartant éventuellement plus ou moins du polyèdre régulier. Une description
précise nécessite alors les données numériques des différents angles. Il existe des modèles
simples, mais hors-programme pour la filière MPSI qui permettent de prédire la géométrie
autour de l’atome central.
Notons simplement que pour des formules comparables, les arrangements spatiaux peuvent
être différents. La molécule de dioxyde de carbone CO 2 est linéaire tandis que la molécule de
dioxyde de soufre SO 2 est coudée. La molécule d’ammoniac NH 3 est de forme pyramidale
tandis que la molécule de borane BH 3 est plane.
2 Modèle de LEWIS des molécules et des ions
2.1 Introduction : les modèles de la liaison chimique
Le modèle de LEWIS
Ce modèle a été élaboré au début du vingtième par le chimiste américain Gilbert Newton
LEWIS. L’idée fondatrice est que la liaison chimique est due à un partage d’électrons entre
atomes. Les électrons concernés sont ceux qui sont les moins liés aux atomes, donc les
électrons de valence. Les parties suivantes rappellent et précisent les règles qui permettent
d’établir les formules des molécules et des ions. Le grand mérite du modèle de LEWIS est sa
simplicité : il permet de rationaliser de nombreuses observations.
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MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
Distances interatomiques dans les molécules et ions
Les tableaux 3.2 indiquent quelques distances entre atomes liés dans diverses molécules.
Ceux-ci seront notés X et Y de façon générique.
Liaison
H 2 O 2
N 2
F 2
Cl 2 HF HCl HBr
d XY / pm 75 121 110 142 199 92 127 141
Liaison NN
NH 2 NH 2
HNNH
N≡N
d NN / pm
145
125
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Liaison CC
CH 3 CH 3
CH 2 CH 2
HC≡CH
d CC / pm
154
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TABLE 3.2 – Distances interatomiques observées dans les molécules
Les données précédentes montrent que la distance entre deux atomes liés ne dépend pas
seulement de la nature des atomes en interaction mais de façon générale de l’édifice auquel
ils appartiennent. Ici aussi, un modèle de la liaison chimique est d’autant plus performant
qu’il rend compte de tout ou partie de ces variations.
Arrangement spatial
De nombreux ions ou molécules s’organisent autour d’un atome central. La géométrie observée est alors souvent décrite par des polyèdres bien connus (tétraèdre, octaèdre), la structure observée s’écartant éventuellement plus ou moins du polyèdre régulier. Une description
précise nécessite alors les données numériques des différents angles. Il existe des modèles
simples, mais hors-programme pour la filière MPSI qui permettent de prédire la géométrie
autour de l’atome central.
Notons simplement que pour des formules comparables, les arrangements spatiaux peuvent
être différents. La molécule de dioxyde de carbone CO 2 est linéaire tandis que la molécule de
dioxyde de soufre SO 2 est coudée. La molécule d’ammoniac NH 3 est de forme pyramidale
tandis que la molécule de borane BH 3 est plane.
2 Modèle de LEWIS des molécules et des ions
2.1 Introduction : les modèles de la liaison chimique
Le modèle de LEWIS
Ce modèle a été élaboré au début du vingtième par le chimiste américain Gilbert Newton
LEWIS. L’idée fondatrice est que la liaison chimique est due à un partage d’électrons entre
atomes. Les électrons concernés sont ceux qui sont les moins liés aux atomes, donc les
électrons de valence. Les parties suivantes rappellent et précisent les règles qui permettent
d’établir les formules des molécules et des ions. Le grand mérite du modèle de LEWIS est sa
simplicité : il permet de rationaliser de nombreuses observations.
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