Activité documentaire et expérimentale N°1 (C8) 1
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Activité documentaire et expérimentale N°1 (C8) 1- Représentation de Lewis d’une molécule La représentation de Lewis (1916) de la molécule d’arginine (c’est un acide α-aminé) est proposée ci-dessous : - un trait entre deux atomes correspond à une liaison covalente, appelée aussi doublet liant, - un trait au-dessus d’un atome correspond à un doublet non-liant. a) Propose la formule brute de cette molécule : …………………………………… b) Entoure les groupes caractéristiques et nomme-les : …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… c) Quelle information apporte la représentation de Lewis par rapport à la formule développée ? ……………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… d) A partir de la représentation de Lewis ci-dessous, indique le nombre de doublets liants et le nombre de doublets non-liants pour un type d’atome (C, O, N, H) : Atome Hydrogène H Oxygène O Azote N Carbone C Nombre de doublets liants Nombre de doublets non-liants e) Pour comprendre le nombre de doublet liants et non-liants que possèdent un atome, complète le tableau cidessous concernant les atomes les plus courants des molécules organiques : Atome Hydrogène Oxygène Azote Carbone Soufre Chlore H O N C S Cl Numéro atomique Z=1 Z=8 Z=7 Z=6 Z = 16 Z = 17 Structure électronique Nombre d’électrons externes (ou électrons de valence) Nombre d’électrons à acquérir pour respecter la règle du duet (Z ≤ 4) ou de l’octet (Z > 4) Représentation de l’atome avec les électrons externes : un point par électron réparti sur chaque côté du symbole en tournant dans le sens des aiguilles d’une montre Représentation de Lewis de l’atome avec les doublets nonliants (paire de 2 électrons externes sur le même côté) et les électrons externes seuls (électrons célibataires) engagés dans des doublets liants avec un autre atome Pour obtenir le ou les électrons qui lui manquent afin de respecter la règle du duet ou de l’octet (pour gagner en stabilité), un atome va pouvoir établir des liaisons covalentes avec d’autres atomes et former une molécule. Pour former une liaison covalente, un atome va mettre en commun un électron avec un autre atome : A · · B, ce qui revient à A B f) Complète le tableau suivant pour quatre molécules courantes. Formule brute : CH4 Nom : ………………………………………… Formule brute : NH3 Nom : ………………………………………… Composition atomique : ……………………………………………………… Composition atomique : ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Représentation de Lewis : Représentation de Lewis : Formule brute : H2O Formule brute : CH2O Nom : ………………………………………… Nom : ………………………………………… Composition atomique : ……………………………………………………… Composition atomique : ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Représentation de Lewis : Représentation de Lewis : 2- Géométrie des molécules : Dans la poursuite des idées sur les liaisons covalentes de Lewis, la théorie VSEPR élaborée par Gillepsie (19 ), les doublets d’électrons (liants et non-liants) d’un atome central se positionnent dans l’espace afin de minimiser la répulsion électrique en s’éloignant le plus possible les uns des autres. a) Construis les quatre molécules avec le modèle éclaté (blanc H / noir C / rouge O / bleu N / vert Cl chlore / jaune S soufre), puis à l’aide de la simulation sur ordinateur, complète le tableau suivant : Formule Représentation Répartition des doublets Modèle Forme géométrique brute de Lewis dans l’espace éclaté de la molécule (sur l’atome central, (l’atome central au centre du (représente de la indique le nombre) cube, place les autres atomes) la molécule) (entoure la réponse) molécule CH4 NH3 H 2O CH2O - d’atomes liés :…… - de doublets liants : …… - de doublets nonliants : …… - d’atomes liés :…… - de doublets liants : …… - de doublets nonliants : …… - d’atomes liés :…… - de doublets liants : …… - de doublets nonliants : …… - d’atomes liés :…… - de doublets liants : …… - de doublets nonliants : …… Coudée en V / Linéaire / C O Pyramide à base triangulaire / Tétraèdre /Triangulaire Coudée en V / Linéaire / N Pyramide à base triangulaire / Tétraèdre /Triangulaire Coudée en V / Linéaire / O O Pyramide à base triangulaire / Tétraèdre /Triangulaire Coudée en V / Linéaire / Pyramide à base triangulaire / Tétraèdre /Triangulaire b) De quoi dépend la géométrie d’une molécule ? ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… c) Fais la représentation de Lewis du dioxyde de carbone CO2 et du dioxyde de soufre SO2, déduis-en leur géométrie à partir du tableau ci-dessus. Assemble leur modèle éclaté et dessine-le. Compare-les.
