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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 164 — #172
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CHAPITRE 3 – MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
2.15 Représentations de LEWIS et réactivité chimique
En introduction de ce chapitre, nous nous proposions d’expliquer pourquoi le trihydrurobore
BH 3 réagit « facilement » avec l’ion hydrure H – , alors que l’eau réagit avec un proton H + .
Le formalisme de LEWIS attribue une lacune électronique à BH 3 , c’est-à-dire que cette
molécule ne satisfait pas la règle de l’octet. Afin de pallier ce manque, la molécule de BH 3
peut s’associer à une molécule avec qui elle pourra partager un électron, afin de respecter
la règle de l’octet. Inversement, le proton H + est porteur d’une lacune électronique, qu’il
comblera avec la molécule d’eau alors qu’il ne le peut pas avec la molécule de trihydrurobore
(figure 3.22).
B
H
H
H
+
H
B
H
H
H
H
O
H
H
+
H
O H
H
H
FIGURE 3.22 – Réaction du trihydrurobore avec l’ion hydrure et de l’eau avec le proton
Ainsi, le formalisme de LEWIS permet, avec des outils modestes, d’expliquer et de justifier
certains aspects de la structure et de la réactivité des ions et molécules.
3 Mésomérie
3.1 Plusieurs représentations de LEWIS possibles
Certains exemples (monoxyde d’azote ou acide sulfurique) ont montré que la représentation
de LEWIS d’une molécule n’est pas forcément unique. Ceci signifie-t-il que les représentations des figures 3.19 et 3.20 modélisent deux molécules différentes ? Il n’en est rien : l’acide
sulfurique est unique, mais le modèle de LEWIS dans lequel il a été choisi de le représenter autorise plusieurs réponses possibles. Il se peut toutefois que certaines formes de LEWIS
représentent mieux certaines propriétés chimiques expérimentales que d’autres. Toutefois,
c’est l’ensemble des formes de LEWIS possibles, appelées formes mésomères du composé,
qui traduit au mieux la répartition des électrons de valence.
3.2 Délocalisation des électrons
HNCO
2–
2 , dianion de l’acide carbamique, est un ion dont l’atome de carbone est central, et
l’atome d’hydrogène est porté par l’atome d’azote. Plusieurs formes mésomères permettent
de décrire l’ion dans le modèle de LEWIS. L’ensemble de ces représentations ne décrit qu’un
seul composé, chaque forme mésomère est séparée de l’autre par une flèche à deux pointes,
et l’ensemble des représentations est placée entre deux crochets (figure 3.23).
C
O
O
N
H
C
O
O
N
H
C
O
O
N
H
FIGURE 3.23 – Plusieurs représentations de LEWIS du dianion de l’acide carbamique
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CHAPITRE 3 – MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
2.15 Représentations de LEWIS et réactivité chimique
En introduction de ce chapitre, nous nous proposions d’expliquer pourquoi le trihydrurobore
BH 3 réagit « facilement » avec l’ion hydrure H – , alors que l’eau réagit avec un proton H + .
Le formalisme de LEWIS attribue une lacune électronique à BH 3 , c’est-à-dire que cette
molécule ne satisfait pas la règle de l’octet. Afin de pallier ce manque, la molécule de BH 3
peut s’associer à une molécule avec qui elle pourra partager un électron, afin de respecter
la règle de l’octet. Inversement, le proton H + est porteur d’une lacune électronique, qu’il
comblera avec la molécule d’eau alors qu’il ne le peut pas avec la molécule de trihydrurobore
(figure 3.22).
B
H
H
H
+
H
B
H
H
H
H
O
H
H
+
H
O H
H
H
FIGURE 3.22 – Réaction du trihydrurobore avec l’ion hydrure et de l’eau avec le proton
Ainsi, le formalisme de LEWIS permet, avec des outils modestes, d’expliquer et de justifier
certains aspects de la structure et de la réactivité des ions et molécules.
3 Mésomérie
3.1 Plusieurs représentations de LEWIS possibles
Certains exemples (monoxyde d’azote ou acide sulfurique) ont montré que la représentation
de LEWIS d’une molécule n’est pas forcément unique. Ceci signifie-t-il que les représentations des figures 3.19 et 3.20 modélisent deux molécules différentes ? Il n’en est rien : l’acide
sulfurique est unique, mais le modèle de LEWIS dans lequel il a été choisi de le représenter autorise plusieurs réponses possibles. Il se peut toutefois que certaines formes de LEWIS
représentent mieux certaines propriétés chimiques expérimentales que d’autres. Toutefois,
c’est l’ensemble des formes de LEWIS possibles, appelées formes mésomères du composé,
qui traduit au mieux la répartition des électrons de valence.
3.2 Délocalisation des électrons
HNCO
2–
2 , dianion de l’acide carbamique, est un ion dont l’atome de carbone est central, et
l’atome d’hydrogène est porté par l’atome d’azote. Plusieurs formes mésomères permettent
de décrire l’ion dans le modèle de LEWIS. L’ensemble de ces représentations ne décrit qu’un
seul composé, chaque forme mésomère est séparée de l’autre par une flèche à deux pointes,
et l’ensemble des représentations est placée entre deux crochets (figure 3.23).
C
O
O
N
H
C
O
O
N
H
C
O
O
N
H
FIGURE 3.23 – Plusieurs représentations de LEWIS du dianion de l’acide carbamique
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