Les distances de liaisons
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Fiche 34
Plusieurs techniques expérimentales permettent de déterminer la position relative des
atomes au sein d’une molécule. On peut alors en déduire la distance qui sépare deux
atomes liés, qui est la distance de liaison.
1. Variation de la distance de liaison
La structure de Lewis d’une molécule peut permettre de prédire l’évolution des distances de liaison lorsqu’on passe d’une simple à une double ou une triple liaison : plus
le nombre de liaisons est élevé et plus la distance de liaison est courte. Des exemples
d’évolution sont donnés dans le tableau.
Évolution des longueurs de liaison
(en pm)
en fonction du nombre de liaisons
X
C
N
O
Simple
1 54
145
148
Double
134
125
121
Triple
120
110
/
O
Fiche 37
Une conséquence particulièrement importante concerne les molécules décrites par
plusieurs formes mésomères : prenons l’exemple d’une liaison CC simple dans une
structure de résonance et double dans une autre. La réalité étant située entre les deux
formes mésomères, la distance CC aura une valeur comprise entre celles d’une simple et
d’une double liaison. Dans le benzène, qui est décrit à poids égaux par deux structures
équivalentes (dites de Kékulé), la distance des liaisons CC obtenue expérimentalement
est égale à 140 pm, valeur qui est effectivement intermédiaire entre une double liaison
(134 pm) et une simple liaison (154 pm).
T J
O
c
D
û
«JD t H
O
CM
JZ
>Q .
O
U
Un autre exemple est celui du butadiène, majoritairement décrit par la structure 1, mais
aussi partiellement par l’ensemble des deux structures symétriques 2 et 3. La liaison CC
centrale est donc principalement simple (structure 1) avec un caractère de double liaison
plus faiblement marqué (structures 2 et 3). On trouve que cette distance de liaison est
égale à 148 pm, intermédiaire entre une simple et une double liaison, mais plus proche
de la simple que de la double. On remarquera qu’elle est plus grande que dans le cas du
benzène où les contributions décrivant des liaisons simple et double sont équivalentes.
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Plusieurs techniques expérimentales permettent de déterminer la position relative des
atomes au sein d’une molécule. On peut alors en déduire la distance qui sépare deux
atomes liés, qui est la distance de liaison.
1. Variation de la distance de liaison
La structure de Lewis d’une molécule peut permettre de prédire l’évolution des distances de liaison lorsqu’on passe d’une simple à une double ou une triple liaison : plus
le nombre de liaisons est élevé et plus la distance de liaison est courte. Des exemples
d’évolution sont donnés dans le tableau.
Évolution des longueurs de liaison
(en pm)
en fonction du nombre de liaisons
X
C
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Simple
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Une conséquence particulièrement importante concerne les molécules décrites par
plusieurs formes mésomères : prenons l’exemple d’une liaison CC simple dans une
structure de résonance et double dans une autre. La réalité étant située entre les deux
formes mésomères, la distance CC aura une valeur comprise entre celles d’une simple et
d’une double liaison. Dans le benzène, qui est décrit à poids égaux par deux structures
équivalentes (dites de Kékulé), la distance des liaisons CC obtenue expérimentalement
est égale à 140 pm, valeur qui est effectivement intermédiaire entre une double liaison
(134 pm) et une simple liaison (154 pm).
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Un autre exemple est celui du butadiène, majoritairement décrit par la structure 1, mais
aussi partiellement par l’ensemble des deux structures symétriques 2 et 3. La liaison CC
centrale est donc principalement simple (structure 1) avec un caractère de double liaison
plus faiblement marqué (structures 2 et 3). On trouve que cette distance de liaison est
égale à 148 pm, intermédiaire entre une simple et une double liaison, mais plus proche
de la simple que de la double. On remarquera qu’elle est plus grande que dans le cas du
benzène où les contributions décrivant des liaisons simple et double sont équivalentes.
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