CHAPITRE VI.

11/18/2012
CHAPITRE VI.
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Degré d’oxydation et
identification des entités.
(Approche microscopique de la
matière).
 Le concept de degré d’oxydation.
Un
concept
formel,
mais
pratique,
utilisé
pour
caractériser l’état d’oxydation d’un élément dans un
composé chimique (corps pur).
DO est la charge formelle qu’aurait cet atome dans
l’hypothèse où toutes les entités sont atomiques.
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• Règles de calcul du DO stable d’un élément:
1. A l’état élémentaire, un élément a le DO = 0
Ex: O2, Cl2, P4, F2…
2. Le DO fréquent et stable dans les composés :
• Groupe I, II, III: un seul DOmax
DOmax = N du groupe (ou nombre d’électrons de valence.)
• Groupe IV – VI: plusieurs DO.
DOmax = N du groupe (ou nombre d’électrons de valence)
DO’ = N du groupe (ou nombre d’é de valence) -2
3
DOmin = N du groupe (ou nombre d’é de valence) - 8
• Groupe VII (halogènes): plusieurs DO.
-1, +1, +3, +5, +7
Exceptions:
F-1
H+1 sauf hydrures NaH (H-1)
O-2 sauf OF2 (O+2) et peroxydes H2O2 (O-1)
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3. Pour les ions simples, DO = charge de l’ion:
Al3+ , DO = +3
4. La somme algébrique des DO de tous les atomes de chaque
élément figurant dans la formule brute est égale à la charge
formelle:
Exemples:
H2SO4, DO(S )= +6,
KMnO4, DO(Mn) = +7,
H3PO4, DO(P) = +5
5
Exemples:
OF2 : 2×DO(F) + 1×DO(O) = 0
DO(O) = +2
ClF3 : 3×DO(F) + 1×DO(Cl) = 0
DO(Cl) = +3
XeF2 : 2×DO(F) + 1×DO(Xe) = 0
DO(Xe) = +2
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BaCl2
DO(Ba) = +2 (Groupe II)
2×DO(Cl) + 1×DO(Ba) = 0
DO(Cl) = -1
AgF : DO(F) = -1
1×DO(F) + 1×DO(Ag) = 0
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DO(Ag) = +1
Dans les entités binaires hétéronucléaires,
l’élément le plus électronégatif est le plus souvent à
son DO minimum.
Mn2O7 :
élément le plus
électronégatif :
2×DO(Mn) + 7×DO(O) = 0
O
DO(O) = DO(min) = -2
DO(Mn) = +7
SO42- :
1×DO(S) + 4×DO(O) = -2
élément le plus
électronégatif : O
DO(O) = DO(min) = -2
DO(S) = +6
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5. Lorsqu’il s’avère que deux ou plusieurs atomes d’un même
élément sont liés entre eux dans un composé, la notion du DO
devient ambiguë et il vaut mieux ne plus l’utiliser.
Exemple: H2O2,
DO(O) = -1
Na2O2,
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 Entités chimiques :
Les types d’entités :
 atomiques;
 moléculaires,
 électriquement neutres
 électriquement chargées (cations ou anions).
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Règles pour déterminer les types d’entités:
Si le composé chimique est constitué de:
• Deux ou plusieurs métaux (alliages) (CuAu, Cu3Au)…
entités atomiques neutres
Cu0Au0,
Cu03Au0
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• Deux ou plusieurs non métaux (PCl3, SO2):
Entités moléculaires neutres dont l’atome
central est généralement le moins électronégatif.
Corps simples: Cl2, O2, P4, S6, S8…
Corps composés: CCl4, CO2, PBr3, SF6…
Ecriture de la formule chimique:
- Atome central (atome présentant le DO le plus élevé et
positif);
- Ligands par ordre alphabétique (DO négatif).
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- Exception avec les molécules contenant H.
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Exemples:
association de plusieurs non métaux
molécules
 CCl4: DO(C) = +4, DO(Cl) = -1
C+4 est l’atome central, 4Cl- sont des ligands;
 CO2 : DO(C) = 4, DO(O) = -2
C+4 est l’atome central, 2O-2 sont des ligands;
 PBr3, DO(P) = +3, DO(Br) = -1;
P+3 est l’atome central, 3Br- sont des ligands
 SF6…
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Exemples: association de plusieurs non métaux
dont H
molécules
DO(H) = +1
sauf dans le cas des hydrures ou DO(H) = -1
 H2O:
 N-3H3+1:
 C-4H4+1:
 P-3H3+1:
 H+1F-1:
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• Un métal et un non métal à son degré d’oxydation
minimal (Na2O, MgO):
Composé ionique (cation +anion) avec
•
Métal: entité atomique positive ou cation atomique
•
Non métal: entité atomique négative ou anion
atomique;
 Na2O:
 MgO:
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 CaO:
• Un métal et plusieurs non métaux (CaSO4, Na2SO4):
Composé ionique formé du
Métal: entité atomique positive ou cation atomique;
Non métal: entité moléculaire négative ou anion
moléculaire;
 CaSO4,
 Na2SO4
 K3(PO4)
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Quelques cas difficiles:
K2S2O8 {2K+; (S2O8)2-}
K2S2O7 {2K+; (S2O7)2-}
H2O2
K2O2 {2K+; (O2)2-}
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• Elément de transition ou de post-transition à bas
degré d’oxydation (<3) et non métal (MnO, PbCl2):
Composé ionique (cation + anion) où
élément de transition: entité atomique positive,
Non métal: entité atomique négative
 MnO:
 PbCl2:
 PbBr2:
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• Elément de transition ou de post-transition à haut
degré d’oxydation (> 3) et non métal (CrO3, TiCl4)
Entités moléculaires neutres
 CrO3,
 Mn2O7
 TiCl4
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• Métal, élément de transition à haut DO (> 3) et non
métal (MgCr2O4)
Composé ionique (cation + anion) où
Métal: entité atomique positive (cation atomique);
Non métal: entité moléculaire négative (anion
moléculaire).
 MgCrO4
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 KMnO4
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Exemples d’identification des entités :
PBr4+ Association de 2 non métaux 
atome
central
cation moléculaire
DO(Br) = DO(min) = -1
1×DO(P) + 4×DO(Br) = +1
DO(P) = +5
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WF4O molécule neutre, si DO(W) est élevé
composé ionique, si DO(W) est faible (<3)
atome
central
DO(F) = -1
DO(O) = DO(min) = -2
1×DO(W) + 4×DO(F) + 1×DO(O) = 0
DO(W) = +6
 molécule neutre
A. Mehdi
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SnI4
atome
central
molécule neutre, si DO(Sn) est élevé
composé ionique, si DO(Sn) est faible
DO(I) = DO(min) = -1
1×DO(Sn) + 4×DO(I) = 0
DO(Sn) = +4
 molécule neutre
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K3ClO  composé ionique
DO(K) = +1
DO(O) = DO(min) = -2
3×DO(K) + 1×DO(Cl) + 1×DO(O) = 0
DO(Cl) = -1 = DO(min)
ions atomiques :
{3×K+, Cl-, O2-}
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 Quelques propriétés liées aux entités
chimiques:
 Point de fusion:
1) Les composés ioniques présentent un point de
fusion supérieur aux molécules.
MgS: Tf > 2 000 °C
SO3: Tf = 16,9 °C
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2) Pour les composés ioniques le point de fusion
dépend essentiellement de la charge des ions.
LiCl
(Li+; Cl-):
Tf = 610 °C
MgF2
(Mg2+; 2F-):
Tf = 1261 °C
MgO
(Mg2+; O2-):
Tf = 2852 °C
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3) Le point de fusion des composés moléculaires
dépend essentiellement de leur masse molaire:
F2
(M=38 g/mol)
Tf = -219 °C
Cl2
(M = 71 g/mol)
Tf = -101 °C
Br2
(M = 158 g/mol)
Tf = -7.3 °C
I2
(M = 254 g/mol)
Tf = +113 °C
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 Propriétés de conduction électrique:
Conduction électrique = déplacement de charges
(ion ou électron) dans un champ électrique.
Composés ioniques:
• à l’état solide = isolant (position fixes des ions).
• à l’état liquide = conducteur (libération des ions)
Composés moléculaires:
• isolants à l’état solide et liquide (molécules non
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chargées).
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 Propriétés d’oxydation ou de réduction:
Oxydation = perte d’électrons, DO ;
Réduction = gain d’électrons donc DO ↓
Un élément au DO max ne peut pas être oxydé.
Un élément au DO minimal ne peut pas être réduit.
Exemple : couple MnO4-/Mn2+
MnO4- + 8 H3O+ + 5ē
Mn2+ + 12 H2O 29
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