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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 176 — #184
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Exercices
CHAPITRE 3 – MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
3.4 Représentation de LEWIS de molécules et d’ions (##)
Donner les représentations de LEWIS des molécules ou ions suivants : HNO 2 , O 3 (pas de
cycle), N –
3 (pas de cycle), SO 2 , SO 3 .
3.5 Composés possédant des lacunes électroniques (##)
1. Proposer une représentation de LEWIS des composés suivants : hydrure de lithium LiH,
dihydrure de béryllium BeH 2 , tribromure de bore BBr 3 , azoture d’aluminium AlN, trichlorure d’aluminium AlCl 3 . Lorsque plusieurs formes mésomères sont possibles, discuter de
leur aptitude à décrire la molécule.
2. À l’état solide, le trichlorure d’aluminium existe en fait sous forme d’un dimère Al 2 Cl 6 .
Proposer une représentation de LEWIS.
3.6 Molécule de fluorure d’hydrogène (##)
La molécule de fluorure d’hydrogène HF possède un moment dipolaire électrique de 1,98 D.
La distance H–F dans la molécule est égale à 91,8 pm.
Calculer le caractère ionique partiel de la liaison, c’est-à-dire la fraction de charge élémentaire que l’on doit localiser sur chaque atome pour retrouver le moment dipolaire.
Données : on rappelle qu’un debye, noté D est égal à
1
3
.10 −29 C·m.
Charge élémentaire e = 1,60.10 −19 C.
APPROFONDIR
3.7 Comparaison du fluorométhane et du trifluorométhane (###)
Le moment dipolaire électrique de la molécule de fluorométhane CH 3 F vaut 5,97.10 −30 C·m,
celui de la molécule de trifluorométhane CHF 3 est de 5,47.10 −30 C·m. Ces deux molécules
sont supposées être des tétraèdres réguliers. On admet la formule de composition des moments dipolaires de liaison : la différence d’électronégativité entre deux atomes d’une molécule se traduit par l’apparition d’un moment dipolaire de liaison et le moment dipolaire total
de la molécule est la somme vectorielle de ces moments dipolaires de liaison. On propose
aussi une formule empirique qui relie la fraction de charge élémentaire δ qui apparaît sur les
atomes engagés dans une liaison à la différence d’électronégativité ∆χ (cette grandeur est
positive) entre ces deux atomes :
δ = 0, 16∆χ + 0, 035(∆χ)
2
Données :
Atome
H
F
C
Électronégativité 2,2 4,1 2,5
Longueurs de liaison : d(C–H) = 109 pm ; d(C–F) =140 pm
Charge élémentaire : e = 1,60.10 −19 C.
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CHAPITRE 3 – MODÈLE DE LEWIS DES MOLÉCULES ET DES IONS
3.4 Représentation de LEWIS de molécules et d’ions (##)
Donner les représentations de LEWIS des molécules ou ions suivants : HNO 2 , O 3 (pas de
cycle), N –
3 (pas de cycle), SO 2 , SO 3 .
3.5 Composés possédant des lacunes électroniques (##)
1. Proposer une représentation de LEWIS des composés suivants : hydrure de lithium LiH,
dihydrure de béryllium BeH 2 , tribromure de bore BBr 3 , azoture d’aluminium AlN, trichlorure d’aluminium AlCl 3 . Lorsque plusieurs formes mésomères sont possibles, discuter de
leur aptitude à décrire la molécule.
2. À l’état solide, le trichlorure d’aluminium existe en fait sous forme d’un dimère Al 2 Cl 6 .
Proposer une représentation de LEWIS.
3.6 Molécule de fluorure d’hydrogène (##)
La molécule de fluorure d’hydrogène HF possède un moment dipolaire électrique de 1,98 D.
La distance H–F dans la molécule est égale à 91,8 pm.
Calculer le caractère ionique partiel de la liaison, c’est-à-dire la fraction de charge élémentaire que l’on doit localiser sur chaque atome pour retrouver le moment dipolaire.
Données : on rappelle qu’un debye, noté D est égal à
1
3
.10 −29 C·m.
Charge élémentaire e = 1,60.10 −19 C.
APPROFONDIR
3.7 Comparaison du fluorométhane et du trifluorométhane (###)
Le moment dipolaire électrique de la molécule de fluorométhane CH 3 F vaut 5,97.10 −30 C·m,
celui de la molécule de trifluorométhane CHF 3 est de 5,47.10 −30 C·m. Ces deux molécules
sont supposées être des tétraèdres réguliers. On admet la formule de composition des moments dipolaires de liaison : la différence d’électronégativité entre deux atomes d’une molécule se traduit par l’apparition d’un moment dipolaire de liaison et le moment dipolaire total
de la molécule est la somme vectorielle de ces moments dipolaires de liaison. On propose
aussi une formule empirique qui relie la fraction de charge élémentaire δ qui apparaît sur les
atomes engagés dans une liaison à la différence d’électronégativité ∆χ (cette grandeur est
positive) entre ces deux atomes :
δ = 0, 16∆χ + 0, 035(∆χ)
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Données :
Atome
H
F
C
Électronégativité 2,2 4,1 2,5
Longueurs de liaison : d(C–H) = 109 pm ; d(C–F) =140 pm
Charge élémentaire : e = 1,60.10 −19 C.
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