Feuille d'exercices sur les liaisons chimiques

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UNIVERSITE IBNOU ZOHR
Faculté des Sciences Agadir
Département de Chimie
Filières PC-C 2 / PC-P 2
TD Module ‘Liaisons chimiques’ (M 125)
Série N°2
Exercice I
Soient les composés suivants : SiO2, CH4, NO3-, SF4, PCl5 et SF6.
1. En ulisant les cases quanques, établir la structure de Lewis de chaque composé.
2. Donner selon Gillespie le type de structure (AXmEn) de chaque molécule et donner leurs
géométries de base et leurs formes.
3. Indiquer la polarité de ces espèces.
Données : Z(H)=1, Z(C)=6, Z(N)=7, Z(O)=8, Z(Si)=14, Z(P)=15, Z(S)=16, Z(Cl)=17.
Exercice II (Facultaf)
Dans chaque groupe de molécules ci-dessous, classer les angles XÂX (A est l’atome central)
par ordre croissant en jusant votre réponse.
a- BH3, BH4-, NH3 ; H2O
b- NH3 ; PH3
c- NH3 ; NF3
d- SF4, OPF4, NSF3
Données : C (Z=6), B (Z = 5), N (Z=7), O (Z= 8), P (Z=15).
Exercice III
On se propose d'étudier les liaisons dans quelques molécules de type A2 (A est un élément de
la deuxième période).
1. Quelles sont les orbitales moléculaires qui peuvent se former lors du recouvrement
(interacon) des orbitales s-s, p-p et s-p, l'axe Oz est celui de la liaison A-A.
2. Construire le(s) diagramme(s) des orbitales moléculaires correspondants à ce type de
molécule.
3. Sans établir de diagramme, donner les conguraons électroniques des molécules B2, C2 et
N2.
4. En déduire les indices de liaison correspondants et la nature de(s) liaison(s) dans chaque
cas.
5. On donne les valeurs des énergies de liaison suivantes : -620, -290 et -942 kJ/mol, aribuer
ces valeurs aux molécules B2, C2 et N2.
6. Si l'on admet que la liaison ne dépend que des interacons évoquées en queson 1), quel
sera l'ordre de grandeur de l'énergie de liaison de O2 ?
7. Les propriétés magnéques de ces quatre molécules (B2, C2, N2 et O2) sont diérentes,
pourquoi ?
Données : Z(B) = 5 ; Z(C) = 6 ; Z(N) = 7 et Z(O) = 8. L'interacon s-p existe si Z ≤ 7.

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UNIVERSITE IBNOU ZOHR
Faculté des Sciences Agadir
Département de Chimie
Filières PC-C 2 / PC-P 2
TD Module ‘Liaisons chimiques’ (M 125)
Série N°3
Exercice I
1. Construire le diagramme des orbitales moléculaires des molécules et des ions suivants :
N2, O2, N2+ et O2+.
2. Donner pour chaque molécule et chaque ion :
a/ La conguraon électronique à l’état fondamental.
b/ L’ordre de liaison
c/ Le caractère magnéque.
3. Comparer les forces de liaisons entre les atomes dans les cas suivants :
a/ O2 et O2+.
b/ N2 et N2+
Juser votre réponse.
Exercice II
1. Représenter le diagramme des O.M. de la molécule NO, sachant que l’oxygène est plus
électronégaf que l’azote. On admera qu’il y a interacon s-p.
En déduire le nombre de liaisons et les propriétés magnéques de ce composé.
2. Donner une représentaon de Lewis de cee molécule. Quelles sont les formes limites
possibles ? Quelles est la plus probable ? Juser votre résultat à parr du diagramme
précédent.
Exercice III
Soit la molécule BN :
1. Quelle orbitales moléculaires peut-on construire à parr des orbitales atomiques de
valence des deux atomes formant la molécule ?
2. Représenter le diagramme des niveaux d’énergie de ces orbitales moléculaires sachant
qu’il y a interacon s-p.
3. En déduire la conguraon électronique de la molécule BN et son nombre de liaison.
4. La molécule est-elle paramagnéque ou diamagnéque ?
Exercice IV
Décrire la géométrie, l’hybridaon des atomes et les liaisons dans les molécules suivantes :
BeH2, H2O, CH2=CH2, HCN, FNO et CH2=C=CH

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Exercice VII (Facultaf)
Dans chaque groupe de molécules ci-dessous, classer les angles XÂX (A est l’atome central)
par ordre croissant en jusant votre réponse.
e- BH3, BH4-, NH3 ; H2O
f- NH3 ; PH3
g- NH3 ; NF3
h- SF4, OPF4, NSF3
Données : C (Z=6), B (Z = 5), N (Z=7), O (Z= 8), P (Z=15).
Exercice VIII (Facultaf)
On considère les espèces suivantes : OF2, NF3, BF3 et BF4-.
1) Pour chacune de ces espèces :
a) établir une structure de Lewis,
b) donner la géométrie de base et la forme,
c) donner l’état d’hybridation de l’atome central.
2) Comparer l’angle de liaison F-X-F dans OF2, BF3 et BF4-.
3) Calculer le moment dipolaire μ de la liaison N-F dans NF3.
4) En déduire la charge portée par chaque atome.
Données : μg=μglobal (NF3) = 0.234 D ; dN-F = 1,37Å ; α(F-N-F) = 102,5° ; 1D = 3.33 10-30 C.m ;
1Å= 10-10m ; Z(F) = 9 ; Z(O)= 8 ; Z(N)= 7 ; Z(B)= 5
Exercice IX (Facultaf)
On considère la conguraon électronique suivante pour l’ion moléculaire AB- :
(σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2, (σ*2s)2, (π2py)2, (π2pz)2, (σ2px)2
1. A parr de la structure électronique ci-dessus déterminer l’axe principal de l’ion AB-
(x, y ou z).
2. Y a-t-il interacon s-p pour cet ion ? juser votre réponse.
3. Calculer l’ordre de liaison pour cet ion entre A et B.
4. L’ion moléculaire est-il para ou diamagnéque ?
5. Sachant que la charge totale de cet ion moléculaire est (-1) et que l’un des deux atomes
est le carbone, quel est l’autre atome ? Donner le nom de cet ion moléculaire.
6. Tracer le diagramme énergéque de l’ion AB-.