Activité documentaire et expérimentale N°1 (C8) 1

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.
c) Quelle information apporte la représentation de Lewis par rapport à la formule développée ? ………………………………
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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 ci-
dessous concernant les atomes les plus courants des molécules organiques :
Atome
Hydrogène
H
Oxygène
O
Azote
N
Carbone
C
Soufre
S
Chlore
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 non-
liants (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
a) Propose la formule brute de cette molécule : ……………………………………
b) Entoure les groupes caractéristiques et nomme-les :
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f) Complète le tableau suivant pour quatre molécules courantes.
Formule brute : CH4 Nom : …………………………………………
Composition atomique : ………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Représentation de Lewis :
Formule brute : NH3 Nom : …………………………………………
Composition atomique : ………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Représentation de Lewis :
Formule brute : H2O Nom : …………………………………………
Composition atomique : ………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Représentation de Lewis :
Formule brute : CH2O Nom : …………………………………………
Composition atomique : ………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
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 C l
chlore / jaune S soufre), puis à l’aide de la simulation sur ordinateur, complète le tableau suivant :
Formule
brute
de la
molécule
Représentation
de Lewis
(sur l’atome central,
indique le nombre)
Répartition des doublets
dans l’espace
(l’atome central au centre du
cube, place les autres atomes)
Modèle
éclaté
(représente
la molécule)
Forme géométrique
de la molécule
(entoure la réponse)
CH4
- d’atomes liés :……
- de doublets
liants : ……
- de doublets non-
liants : ……
Coudée en V / Linéaire /
Pyramide à base triangulaire /
Tétraèdre /Triangulaire
NH3
- d’atomes liés :……
- de doublets
liants : ……
- de doublets non-
liants : ……
Coudée en V / Linéaire /
Pyramide à base triangulaire /
Tétraèdre /Triangulaire
H2O
- d’atomes liés :……
- de doublets
liants : ……
- de doublets non-
liants : ……
Coudée en V / Linéaire /
Pyramide à base triangulaire /
Tétraèdre /Triangulaire
CH2O
- d’atomes liés :……
- de doublets
liants : ……
- de doublets non-
liants : ……
Coudée en V / Linéaire /
Pyramide à base triangulaire /
Tétraèdre /Triangulaire
b) De quoi dépend la géométrie d’une molécule ? …………………………………………………………………………………………………………………………
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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.
O
O
N
C
O