5.10 Ionicité des liaisons
53
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Exercice 5.10
Comment peut-on expliquer les faits suivants ?
➤ ClO 3
– est polaire, mais NO 3
– ne l’est pas.
➤ SO 3
2– est polaire, mais CO 3
2– ne l’est pas.
Pouvez vous localiser les charges sur les atomes des ions moléculaires ?
■ Dans l’exercice 5.8, les deux raisons pour lesquelles un moment dipolaire peut être
nul sont rappelées.
Trois de ces ions (ClO 3
– , NO 3
– , SO 3
2– ) ont déjà été étudiés dans l’exercice 4.8. ClO 3
– et SO 3
2–
sont isoélectroniques (même nombre d’électrons), NO 3
– et CO 3
2– le sont aussi. La structure de
Lewis de CO 3
2– peut donc se décrire, comme celle de NO 3
– , par les trois formules mésomères :
Solution
• NO 3
– et CO 3
2– sont plans, de type AX 3 selon VSEPR (ou atome central hybridé sp 2 avec trois
liaisons σ, une liaison π), les angles de liaisons sont de 120˚. L’existence de trois formules
mésomères indique que les trois atomes d’oxygène sont équivalents que les trois liaisons sont
égales ainsi que les trois moments de liaison. La résultante de deux moments de liaison
(2µcos60 ϭ µ) se trouve en opposition avec le troisième (cf. cas l. – SbF 5 – de l’exercice 5.7).
La résultante est nulle. Ces ions moléculaires sont non polaires. Les charges formelles des
liaisons se répartissent équitablement sur les trois oxygènes à savoir respectivement : –1/3 et
–2/3.
• ClO 3
– et SO 3
2– sont pyramidaux, de type AX 3 E selon VSEPR (ou atome central hybridé sp 3
avec trois liaisons σ et un doublet non liant). Les différents moments de liaison ne peuvent
s’annuler : ces composés sont polaires. Il n’est pas possible à ce stade de nos connaissances de
répartir les charges sur les différents atomes.
Exercice 5.11 Ionicité des liaisons
Le moment dipolaire mesuré du fluorure d’hydrogène HF est 1,82 D (debye).
➤ Quelle est la valeur algébrique des charges partielles ␦ localisées sur H et
sur F ?
➤ Quelle est l’ionicité (% de caractère ionique) de la liaison HF ?
Un dipôle électrique est constitué de deux charges + Q et – Q séparées par une distance d.
Le moment dipolaire est une grandeur vectorielle dont le module µ est le produit de la charge
électrique Q par la distance d, soit µ ϭ Q.d. Ce moment est souvent exprimé en Debye qui n’est
pas une unité S.I (1D ϭ 3,33 10 –30 C.m.)
Solution En unités S.I. le moment dipolaire de HF est égal à :
µ ϭ 1,82 ϫ 3,33 10 –30 ϭ 6,06 10 –30 C.m
Ne connaissant pas la distance internucléaire expérimentale, il nous faut l’estimer à partir des
rayons de covalence : d ϭ r H + r F ϭ 0,037 + 0,064 ϭ 1,0 10 –10 m d’où :
q ϭ µ/d ϭ (6,06/1)10 –20 ϭ 6,06 10 –20 C, valeur que l’on rapporte à la charge de l’électron
(1,60 10 –19 C)
OϪCϭO
Ϫ
O
2Ϫ
OϪCϪO
Ϫ
Ϫ
O
2Ϫ
OϭCϪO
Ϫ
O
2Ϫ
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Exercice 5.10
Comment peut-on expliquer les faits suivants ?
➤ ClO 3
– est polaire, mais NO 3
– ne l’est pas.
➤ SO 3
2– est polaire, mais CO 3
2– ne l’est pas.
Pouvez vous localiser les charges sur les atomes des ions moléculaires ?
■ Dans l’exercice 5.8, les deux raisons pour lesquelles un moment dipolaire peut être
nul sont rappelées.
Trois de ces ions (ClO 3
– , NO 3
– , SO 3
2– ) ont déjà été étudiés dans l’exercice 4.8. ClO 3
– et SO 3
2–
sont isoélectroniques (même nombre d’électrons), NO 3
– et CO 3
2– le sont aussi. La structure de
Lewis de CO 3
2– peut donc se décrire, comme celle de NO 3
– , par les trois formules mésomères :
Solution
• NO 3
– et CO 3
2– sont plans, de type AX 3 selon VSEPR (ou atome central hybridé sp 2 avec trois
liaisons σ, une liaison π), les angles de liaisons sont de 120˚. L’existence de trois formules
mésomères indique que les trois atomes d’oxygène sont équivalents que les trois liaisons sont
égales ainsi que les trois moments de liaison. La résultante de deux moments de liaison
(2µcos60 ϭ µ) se trouve en opposition avec le troisième (cf. cas l. – SbF 5 – de l’exercice 5.7).
La résultante est nulle. Ces ions moléculaires sont non polaires. Les charges formelles des
liaisons se répartissent équitablement sur les trois oxygènes à savoir respectivement : –1/3 et
–2/3.
• ClO 3
– et SO 3
2– sont pyramidaux, de type AX 3 E selon VSEPR (ou atome central hybridé sp 3
avec trois liaisons σ et un doublet non liant). Les différents moments de liaison ne peuvent
s’annuler : ces composés sont polaires. Il n’est pas possible à ce stade de nos connaissances de
répartir les charges sur les différents atomes.
Exercice 5.11 Ionicité des liaisons
Le moment dipolaire mesuré du fluorure d’hydrogène HF est 1,82 D (debye).
➤ Quelle est la valeur algébrique des charges partielles ␦ localisées sur H et
sur F ?
➤ Quelle est l’ionicité (% de caractère ionique) de la liaison HF ?
Un dipôle électrique est constitué de deux charges + Q et – Q séparées par une distance d.
Le moment dipolaire est une grandeur vectorielle dont le module µ est le produit de la charge
électrique Q par la distance d, soit µ ϭ Q.d. Ce moment est souvent exprimé en Debye qui n’est
pas une unité S.I (1D ϭ 3,33 10 –30 C.m.)
Solution En unités S.I. le moment dipolaire de HF est égal à :
µ ϭ 1,82 ϫ 3,33 10 –30 ϭ 6,06 10 –30 C.m
Ne connaissant pas la distance internucléaire expérimentale, il nous faut l’estimer à partir des
rayons de covalence : d ϭ r H + r F ϭ 0,037 + 0,064 ϭ 1,0 10 –10 m d’où :
q ϭ µ/d ϭ (6,06/1)10 –20 ϭ 6,06 10 –20 C, valeur que l’on rapporte à la charge de l’électron
(1,60 10 –19 C)
OϪCϭO
Ϫ
O
2Ϫ
OϪCϪO
Ϫ
Ϫ
O
2Ϫ
OϭCϪO
Ϫ
O
2Ϫ