3.26 Dimension moléculaire
29
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
A
possède deux électrons p célibataires
B
possède une couche externe de huit électrons
C
un métal (non alcalin)
D
un non-métal
E
un gaz rare (ou gaz noble)
F
le plus gros atome de la liste
G
l’élément le moins électronégatif de la liste
H
possède une case vide dans sa couche externe
I
un métal alcalin
J
un élément de transition
K
l’élément le plus électronégatif de la liste
L
possède trois électrons célibataires
M
le plus léger des éléments où la couche M est complète
N
un halogène
Solution 1) A, D - 2) B, E - 3) C, J - 4) D, L - 5) F, G, I - 6) A, D, H - 7) D, K, N - 8) C, J, M
- 9) A, H - 10) C, J, L.
Exercice 3.26 Dimension moléculaire
Quels devraient être la longueur et le diamètre d’une boite cylindrique aux
dimensions exactes d’une molécule de dichlore Cl 2 ?
(Une table des rayons atomiques se trouve dans l’Annexe F).
La molécule de dichlore est constituée de deux atomes, considérés comme sphériques, partiellement encastrés l’un dans l’autre, de sorte que la distance entre leurs deux centres (noyaux) est
inférieure à la somme des rayons de ces deux sphères. Elle a donc une symétrie de révolution
cylindrique, et peut effectivement se loger dans une enveloppe cylindrique. Le diamètre de cette
enveloppe est égal au diamètre apparent d’un atome de chlore et sa longueur est égale à la
distance entre les noyaux plus le double du rayon atomique.
Solution
L’encombrement apparent d’un atome est défini par son rayon de van der Waals R ; celui du
chlore vaut 0,18 nm. La distance entre les deux noyaux de la molécule de dichlore est égale, par
définition, au double du rayon de covalence r du chlore, qui vaut 0,099 nm.
Le diamètre de la molécule est donc 2R ϭ 0,18 ϫ 2 ϭ 0,36 nm.
La longueur « hors tout » de la molécule est (2R ϩ 2r) ϭ 0,36 ϩ 0,198 ϭ 0,558 nm (arrondie à
0,56 nm).
Exercice 3.27 Rayons de covalence
La longueur de la liaison H–Br est 0,151 nm et celle de la liaison H–H est
0,074 nm. Peut-on en déduire la longueur de la liaison Br–Br dans le
dibrome ?
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
A
possède deux électrons p célibataires
B
possède une couche externe de huit électrons
C
un métal (non alcalin)
D
un non-métal
E
un gaz rare (ou gaz noble)
F
le plus gros atome de la liste
G
l’élément le moins électronégatif de la liste
H
possède une case vide dans sa couche externe
I
un métal alcalin
J
un élément de transition
K
l’élément le plus électronégatif de la liste
L
possède trois électrons célibataires
M
le plus léger des éléments où la couche M est complète
N
un halogène
Solution 1) A, D - 2) B, E - 3) C, J - 4) D, L - 5) F, G, I - 6) A, D, H - 7) D, K, N - 8) C, J, M
- 9) A, H - 10) C, J, L.
Exercice 3.26 Dimension moléculaire
Quels devraient être la longueur et le diamètre d’une boite cylindrique aux
dimensions exactes d’une molécule de dichlore Cl 2 ?
(Une table des rayons atomiques se trouve dans l’Annexe F).
La molécule de dichlore est constituée de deux atomes, considérés comme sphériques, partiellement encastrés l’un dans l’autre, de sorte que la distance entre leurs deux centres (noyaux) est
inférieure à la somme des rayons de ces deux sphères. Elle a donc une symétrie de révolution
cylindrique, et peut effectivement se loger dans une enveloppe cylindrique. Le diamètre de cette
enveloppe est égal au diamètre apparent d’un atome de chlore et sa longueur est égale à la
distance entre les noyaux plus le double du rayon atomique.
Solution
L’encombrement apparent d’un atome est défini par son rayon de van der Waals R ; celui du
chlore vaut 0,18 nm. La distance entre les deux noyaux de la molécule de dichlore est égale, par
définition, au double du rayon de covalence r du chlore, qui vaut 0,099 nm.
Le diamètre de la molécule est donc 2R ϭ 0,18 ϫ 2 ϭ 0,36 nm.
La longueur « hors tout » de la molécule est (2R ϩ 2r) ϭ 0,36 ϩ 0,198 ϭ 0,558 nm (arrondie à
0,56 nm).
Exercice 3.27 Rayons de covalence
La longueur de la liaison H–Br est 0,151 nm et celle de la liaison H–H est
0,074 nm. Peut-on en déduire la longueur de la liaison Br–Br dans le
dibrome ?