Question de TP - Enseignement des Sciences Physiques en CPGE

Structure électronique des molécules et forces intermoléculaires :
1. On donne ci-contre les contributions relatives des
interactions de Van der Waals.
Interpréter les résultats en précisant ce que sont ces
différentes contributions et en donnant un ordre de
grandeur des énergies associées.
Qu’expliquent ces interactions ?
2. Le phosphore (Z = 15) donne les composés PCl5, PCl4+ et PCl6-.
Pour chaque composé : justifier la stœchiométrie, indiquer et représenter leur géométrie.
Etude d’une oxydation
L’oxydation du diphénylméthanol par les ions hypochlorite ClO- s’écrit :
L’ion hypochlorite est présent en phase aqueuse. Le diphénylméthanol est introduit solubilisé dans
l’éthanoate d’éthyle (solvant organique).
1. Comment expliquer la grande solvatation des ions hypochlorites dans l’eau ?
2. Justifier le choix du solvant organique retenu : pourquoi ne pas avoir choisi un solvant de type
alcool ?
3. Le mélange de la solution d’ions hypochlorite et de la solution de diphénylméthanol ne permet
pas de réaliser la réaction.
Fournir une explication.
4. On ajoute de l’hydrogénosulfate de tétrabutylammonium (C4H9)4N+,HSO4-.
Pourquoi la solvatation de l’ion tétrabutylammonium est-elle notable dans chacun des deux
solvants ?
Quelles sont les conséquences sur la solubilité de l’hydrogénosulfate de tétrabutylammonium ?
5. On constate après son ajout que la réaction d’oxydation a effectivement lieu.
Proposer une explication et indiquer le rôle de l’ion tétrabutylammonium.
6. Justifier la géométrie des deux ions présents dans cet agent de transfert de phase qu’est
l’hydrogénosulfate de tétrabutylammonium.
Bonus : Dans la colonne du tableau de la classification du tableau périodique comprenant
l’azote, on trouve également le phosphore P, l’arsenic As et l’antimoine Sb.
a. L’arsenic peut donner deux bromures : AsBr3 et AsBr5. Représenter, selon Lewis, la formule de
chacun d’eux. Peut-on obtenir les mêmes bromures avec l’azote et le phosphore ? Justifier.
b. Donner une représentation spatiale des deux bromures de l’arsenic, en utilisant la méthode
VSEPR.
c. L’arsenic est susceptible de donner des ions arsénite AsO33- et arséniate AsO43-. Donner une
représentation de Lewis de chacun de ces ions, sachant que chacun des atomes d’oxygène n’est
lié qu’à l’atome d’arsenic.
d. Dans chacun de ces deux ions, les liaisons As-O ont la même longueur, mais elles sont de
longueur différente d’un ion à l’autre. Pourquoi ?