2022-10-25
Chapitre 6
Molécules et forces
intermoléculaires
sp3
sp2
sp
1
1
Pourquoi faire du 3D?
2D
3D
2
2
1
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Théorie RPEV (VSEPR)
• La théorie de la Répulsion des Paires d’Électrons
de Valence (ou Valence Shell Electron Pair
Repulsion) permet de prédire la géométrie des
molécules.
• Son principe repose sur les répulsions
coulombiennes entre les groupes d’électrons, soit
les électrons libres et les électrons liants.
• Les molécules s’agencent donc de façon à
minimiser ces répulsions coûteuses.
3
3
Les géométries de base
Nb groupes
d’électrons
Géométrie
Notation RPEV
(AXE)
Angles des
liaisons (°)
2
Linéaire
AX2
180
3
Triangulaire
plane
AX3
120
4
Tétraédrique
AX4
109,5
5
Bipyramidale à
base triangulaire
AX5
90, 120
6
Octaédrique
AX6
90, 180
Modèle 2D
(Lewis)
Modèle 3D
https://phet.colorado.edu/en/simulations/molecule-shapes (*Les angles avec les doublets libres d’électrons ne sont pas les bons!*)
Exemple
4
4
2
2022-10-25
Influence des doublets libres
• Les doublets libres sont davantage proches de l’atome comparativement à un doublet liant.
• Conséquemment, ils occupent plus d’espace autour du noyau et viennent donc pousser sur les
autres liaisons. L’angle entre les doublets liants sera donc plus petit.
• De plus, il faudra maintenant distinguer 2 types de géométrie : électronique et moléculaire.
5
5
Géométries électroniques et moléculaires
Nb groupes
d’électrons
Doublets
liants
Doublets
libres
Notation
RPEV
(AXE)
Géométrie
électronique
Géométrie
moléculaire
Angles des
liaisons (°)
3
3
0
AX3
Triangulaire
plane
Triangulaire
plane
120
3
2
1
AX2E
Triangulaire
plane
Angulaire
ou coudée
<120
4
4
0
AX4
Tétraédrique
Tétraédrique
109,5
4
3
1
AX3E
Tétraédrique
Pyramide à
base
triangulaire
<109,5
4
2
2
AX2E2
Tétraédrique
Angulaire
ou coudée
<109,5
Modèle 2D
(Lewis)
Modèle 3D
https://phet.colorado.edu/en/simulations/molecule-shapes (*Les angles avec les doublets libres d’électrons ne sont pas les bons!*)
Exemple
6
6
3
2022-10-25
Géométries électroniques et moléculaires
Nb groupes
d’électrons
Doublets
liants
Doublets
libres
Notation
RPEV
(AXE)
Géométrie
électronique
Géométrie
moléculaire
Angles des
liaisons (°)
5
5
0
AX5
Bipyramidale à
base
triangulaire
Bipyramidale
à base
triangulaire
90, 120
5
4
1
AX4E
Bipyramidale à
base
triangulaire
À bascule
(seesaw)
<90
<120
5
3
2
AX3E2
Bipyramidale à
base
triangulaire
En forme de
T
<90
5
2
3
AX2E3
Bipyramidale à
base
triangulaire
Linéaire
180
Modèle 2D
(Lewis)
Modèle 3D
https://phet.colorado.edu/en/simulations/molecule-shapes (*Les angles avec les doublets libres d’électrons ne sont pas les bons!*)
Exemple
7
7
Géométries électroniques et moléculaires
Nb groupes
d’électrons
Doublets
liants
Doublets
libres
Notation
RPEV
(AXE)
Géométrie
électronique
Géométrie
moléculaire
Angles des
liaisons (°)
6
6
0
AX6
Octaédrique
Octaédrique
90
6
5
1
AX5E
Octaédrique
Pyramide à
base carré
<90
6
4
2
AX4E2
Octaédrique
Plan carré
90
Modèle 2D
(Lewis)
Modèle 3D
https://phet.colorado.edu/en/simulations/molecule-shapes (*Les angles avec les doublets libres d’électrons ne sont pas les bons!*)
Exemple
8
8
4
2022-10-25
Dessins organiques 🎨
• Pour les molécules plus volumineuses, on doit réussir à agencer ensemble les différentes
géométries moléculaires. Pour ce faire, on procède ainsi:
• 1: On repère les atomes internes. 🔎
• 2: On détermine la géométrie moléculaire de chacun de ceux-ci. 📐
• 3: On dessine la molécule. ✍️
1
Atomes internes
2
3
Atome
AXE
Géométrie
moléculaire
N
AX3E
Pyramidale à base
triangulaire
C de gauche
AX4
Tétraédrique
C de droite
AX3
Triangulaire plane
O
AX2E2
Angulaire
9
9
Connectivité de carbone
• Nous avons vu au chapitre 4 la théorie entourant les cases quantiques des différents atomes.
Pourtant, si on applique rigoureusement ces notions, on a des difficultés à prédire comme du
monde les molécules.
• Si on tente de relier un carbone à des hydrogènes, on obtient un petit problème.
C:
H:
H
C
H
• Pour arriver au CH4 et non à du CH2, nous devons approfondir ce modèle.
10
10
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2022-10-25
Hybridation des orbitales
• Les orbitales dans une molécule ne sont pas nécessairement les mêmes que les orbitales dans
un atome!
• L’hybridation est une méthode mathématique pour former des orbitales hybridées à partir des
orbitales atomiques. (Pas d’inquiétude, on ne fera pas de maths!)
• En gros, on mélange ensemble des orbitales atomiques (les ingrédients) pour former des
orbitales moléculaires (le gâteau 🍰).
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11
Hybridation sp3
• Mélange de 1 orbitale s et de 3 orbitales p. On obtient donc 4 orbitales sp3.
• Les 4 orbitales hybridées permettent d’avoir 4 groupes d’électrons.
• Il est possible d’aller jusqu’à 4 liaisons σ (sigma) selon les atomes.
• On obtient une forme tétrahédrique.
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2022-10-25
Hybridation sp2
• Mélange de 1 orbitale s and de 2 orbitales p. On obtient donc 3 orbitales sp2. Il reste 1 orbitale
p qui n’est pas hybridée.
• Les 3 orbitales hybridées permettent d’avoir 3 groupes d’électrons.
• Il est possible d’aller jusqu’à 3 liaisons σ selon les atomes.
• L’orbitale p restante permet de faire de faire 1 liaison π (pi).
• On obtient une forme triangulaire plane.
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13
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