sujet 6

Molécules et ions
1) Le dioxyde d'azote et son dimère
On rappelle que l'azote et l'oxygène ont respectivement les nombre atomique Z = 7 et Z = 8.
1.1) Quelles sont la valence ou les valences possibles pour N (on expliquera le résultat donné).
Répondre à la même question pour les autres éléments (P, As, Sb ...) de la même famille.
1.2) Préciser le nombre d'électrons total dans les couches périphériques pour la molécule de dioxyde
d'azote. Quelle particularité remarquable possède cette molécule ?
1.3) Dans la molécule NO2 l'atome d'azote est lié aux deux atomes d'oxygène. On peut écrire 4 formules
de Lewis mésomères de poids non négligeables pour cette molécule :
- deux formules symétriques l'une de l'autre sans charges formelles,
- deux formules symétriques l'une de l'autre avec des charges formelles en accord avec les électronégativités
respectives de O et de N.
Écrire ces quatre formules avec le symbolisme habituel utilisé pour la mésomérie.
1.4) À l'état liquide le dioxyde d'azote est en partie dimérisé, son dimère est le tétroxyde de diazote N2O4.
Compte tenu des deux groupes de formules mésomères que l'on a écrites pour NO2, on peut
envisager trois isomères différents pour N2O4, (chacun pouvant s'écrire avec plusieurs formules mésomères).
Écrire une formule de Lewis, déduite directement des formules mésomères de NO2, pour chacun de
ces trois isomères éventuels.
En fait, une seule de ces trois formules correspond à une molécule stable, celle qui est symétrique et
qui ne présente pas de pont peroxyde c'est-à-dire d'atomes d'oxygène liés entre eux. Quelle est la véritable
formule de N2O4 ?
2) Le fluor
2-1) Quelle est la structure électronique de l'atome de fluor dans son état fondamental ?
Quelle(s) est (sont) la (les) valence(s) du fluor ?
Que peut-on dire de l'électronégativité du fluor ?
Pourquoi HF est-il un acide faible alors que HI est un acide fort ?
2-2) Donner les formules de Lewis et la géométrie des molécules d'ammoniac et de trifluorure d'azote.
Dans NH3 l'angle entre les axes de deux orbitales liantes est de 107 °. Cet angle est-il plus grand ou
plus petit dans NF3 ?