5.16 Structure moléculaire (récapitulation)
57
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Pour (II), les moments axiaux d’une part et les moments équatoriaux d’autre part s’annulent. Le
moment moléculaire est donc nul.
Pour (III), la résultante des deux moments axiaux est 1,6 – 1,3 ϭ 0,3 D ; elle est orientée de As
vers Cl. Celle des trois moments équatoriaux (calcul analogue au cas de (I)) est portée par la
bissectrice des deux liaisons C–Cl et vaut 0,3 D également. La résultante globale, somme de ces
deux résultantes partielles, fait un angle de 45 ° avec la direction des liaisons axiales : elle vaut
2 (0,3.cos 45 °) ϭ 0,4 D.
Exercice 5.16 Structure moléculaire (récapitulation)
Trois éléments, X, Y et Z appartenant à la même période, donnent avec le
chlore les trois composés suivants :
XCl 3 dont la molécule est plane et triangulaire ;
YCl 4 dont la molécule est tétraédrique ;
ZCl 3 dont la molécule est pyramidale.
a) Quelle est la configuration de la couche externe de chacun de ces
éléments ? Dans quelle colonne de la classification périodique se trouve-t-il ?
b) En présence d’ions Cl – , XCl 3 peut donner XCl 4
– , mais YCl 4 et ZCl 3 ne
réagissent pas. Déduisez-en dans quelle période se trouvent ces 3 éléments, et
identifiez-les.
c) Quelle est la géométrie de XCl 4
– ? Possède-t-il un moment dipolaire non
nul ?
Solution
a) La connaissance de leur géométrie moléculaire permet d’établir la structure de Lewis des trois
composés :
et d’en déduire la configuration de leur couche externe (état fondamental) :
b) La formation d’un composé avec Cl – , dont la couche externe est constituée par un octet
complet (quatre doublets), nécessite une case vide qui est présente dans la structure AX 3 .
YCl 4 et ZCl 3 n’ont pas de case vide et l’impossibilité de la réaction montre précisément qu’ils
obéissent strictement à la règle de l’octet, ils appartiennent donc à la deuxième période : X est le
bore (Zϭ5), Y est le carbone (Zϭ6) et Z est l’azote (Zϭ7).
c) XCl 4
– (c’est-à-dire BCl 4
– ) comporte un atome central entouré de quatre doublets, tous liants ;
cet ion est donc, au regard des règles de Gillespie, du type AX 4 . En l’absence de doublets non
ClϪXϪCl
Ϫ
Cl
(AX 3 )/(sp 2 )
ClϪYϪCl
Ϫ
Cl
Ϫ
Cl
(AX 4 )/(sp 3 )
ClϪZϪCl
Ϫ
Cl
(AX 3 E)/(sp 3 )
X
Y
Z
colonne 13
colonne 14
colonne 15
57
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Pour (II), les moments axiaux d’une part et les moments équatoriaux d’autre part s’annulent. Le
moment moléculaire est donc nul.
Pour (III), la résultante des deux moments axiaux est 1,6 – 1,3 ϭ 0,3 D ; elle est orientée de As
vers Cl. Celle des trois moments équatoriaux (calcul analogue au cas de (I)) est portée par la
bissectrice des deux liaisons C–Cl et vaut 0,3 D également. La résultante globale, somme de ces
deux résultantes partielles, fait un angle de 45 ° avec la direction des liaisons axiales : elle vaut
2 (0,3.cos 45 °) ϭ 0,4 D.
Exercice 5.16 Structure moléculaire (récapitulation)
Trois éléments, X, Y et Z appartenant à la même période, donnent avec le
chlore les trois composés suivants :
XCl 3 dont la molécule est plane et triangulaire ;
YCl 4 dont la molécule est tétraédrique ;
ZCl 3 dont la molécule est pyramidale.
a) Quelle est la configuration de la couche externe de chacun de ces
éléments ? Dans quelle colonne de la classification périodique se trouve-t-il ?
b) En présence d’ions Cl – , XCl 3 peut donner XCl 4
– , mais YCl 4 et ZCl 3 ne
réagissent pas. Déduisez-en dans quelle période se trouvent ces 3 éléments, et
identifiez-les.
c) Quelle est la géométrie de XCl 4
– ? Possède-t-il un moment dipolaire non
nul ?
Solution
a) La connaissance de leur géométrie moléculaire permet d’établir la structure de Lewis des trois
composés :
et d’en déduire la configuration de leur couche externe (état fondamental) :
b) La formation d’un composé avec Cl – , dont la couche externe est constituée par un octet
complet (quatre doublets), nécessite une case vide qui est présente dans la structure AX 3 .
YCl 4 et ZCl 3 n’ont pas de case vide et l’impossibilité de la réaction montre précisément qu’ils
obéissent strictement à la règle de l’octet, ils appartiennent donc à la deuxième période : X est le
bore (Zϭ5), Y est le carbone (Zϭ6) et Z est l’azote (Zϭ7).
c) XCl 4
– (c’est-à-dire BCl 4
– ) comporte un atome central entouré de quatre doublets, tous liants ;
cet ion est donc, au regard des règles de Gillespie, du type AX 4 . En l’absence de doublets non
ClϪXϪCl
Ϫ
Cl
(AX 3 )/(sp 2 )
ClϪYϪCl
Ϫ
Cl
Ϫ
Cl
(AX 4 )/(sp 3 )
ClϪZϪCl
Ϫ
Cl
(AX 3 E)/(sp 3 )
X
Y
Z
colonne 13
colonne 14
colonne 15