| Chimie | ||
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Géométrie des édifices
moléculaires (règles de Gillespie)
I.
Théorie de Gillespie
Elle permet de déterminer la géométrie des édifices moléculaires. Elle est fondée sur le modèle VSEPR (Valence Shell Electron Pair Répulsion) c'est à dire la répulsion des paires électronique de la couche de valence.
On fait l’hypothèse que tous les doubles liants et non liants de la couche externe évoluent à la même distance du noyau, lequel serait au centre d’une sphère.
Les paires libres ou liées vont se situer à la surface de cette sphère de telle façon qu’il y ait le maximum de distance entre elles.
II. Figures de répulsion
On peut donc définir des figures de répulsion en fonction du nombre de ces doublets liants et de ces paires libres.
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nombre de doublets |
géométrie de l’arrangement des paires électroniques figure de répulsion |
Représentation de l’arrangement spatial des directions des liaisons et des paires non liantes |
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2 |
forme linéaire |
droite |
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3 |
triangle équilatéral |
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4 |
tétraèdre |
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5 |
bipyramide trigonale |
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6 |
bipyramide à base carrée ou octaèdre |
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III. Géométrie des molécules
Le choix de la figure de répulsion étant fait, on peut alors se demander quelle sera la géométrie de la molécule, c'est à dire la position relative des atomes les uns par rapport aux autres.
Exemple : H2O
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 Þ
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La figure de répulsion comporte 4 paires : c’est un tétraèdre. Donc la géométrie de la molécule est angulaire : c’est une molécule en V. L’angle H ôH devrait être de 109°28 ; or on a déterminé que HôH = 104°. Ceci est dû à l’effet répulsif plus fort des doublets non liants |
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Ammoniac :
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la figure de répulsion est un tétraèdre car il y a 4 doublets.
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la géométrie est pyramidale : pyramide à base triangulaire (pyramide trigonale) |
IV.
Nomenclature
des molécules
On répertorie les molécules sous la forme
:
A est l’atome central
X : doublet liant en nombre m
E : doublet non liant en nombre n
Remarque : les liaisons multiples : doubles ou triples sont assimilées à des liaisons simples.
Exemple CO2 :
= AX2
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Nombre de paires électroniques m + n |
Figure de répulsion |
Type de molécule
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Forme des molécules |
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2 |
Droite
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AX2 |
Linéaire |
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3 |
Triangle équilatéral
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AX3
AX2E1 |
Triangle équilatéral
en V |
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4 |
Tétraèdre
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AX4 AX3E1 AXeE2 |
Tétraèdre Pyramide trigonale en V |
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5 |
Bipyramide trigonale
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AX5 AX4E1 AX3E2 AX2E3 |
Bipyramide trigonale Pyramide trigonale en T Linéaire |
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6 |
Octaèdre
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AX6 AX5E1 AX4E2 |
Octaèdre Pyramide à base carrée carré |
:
Exemples :
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CO2
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est de type AX2 : linéaire. |
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AlCl3
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est de type AX3 : forme triangulaire |
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De même un carbocation : C(CH3)3+ : c’est une molécule plane |
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Lors de la réaction d’un nucléophile X- avec le carbocation, on obtiendra 2 composés différents suivant que X- aborde le carbocation par dessus ou par dessous.
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CH4 : méthane :
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AX4 |
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Carbanion CR3-
Un seul produit possible par réaction avec R+ |
AX3E1
Figure de répulsion : tétraèdre
forme de la molécule : pyramide trigonale |
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SF4 S : 3 s2 3 p4 : 6 e-
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AX4E
Figure de répulsion : bipyramide trigonale Géométrie de la molécule : pyramide
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REPRODUCTION COMPLETE OU PARTIELLE INTERDITE