Activité Cours Structure des molécules (partie I) Représentation de

Activité Cours Structure des molécules (partie I)
Représentation de Lewis – Géométrie des molécules
I. La liaison covalente et la représentation de Lewis
1. Les couches électroniques
Les atomes possèdent des couches électroniques notées K, L et M dans lesquelles se répartissent les électrons. Ils occupent en
priorité la couche K qui peut recevoir au maximum 2 électrons puis la couche L qui peut en contenir 8 et la couche M qui peut
en contenir 18.
La dernière couche occupée d'un atome est appelée couche externe et ses électrons sont les électrons externes.
Donner la structure électronique des atomes suivant :
atome
Structure électronique
H (Z=1)
C (Z=6)
N (Z=7)
atome
Structure électronique
O (Z=8)
F (Z=9)
Cl (Z=17)
2. Règle du duet et de l'octet
Les atomes ont tendance à acquérir une structure électronique qui respecte la règle du duet ou la règle de l'octet:
- pour Z inférieur ou égal à 4, ils ont tendance à vérifier la règle du duet (2 électrons sur la couche externe K ).
- pour Z supérieur à 4, ils ont tendance à vérifier la règle de l’octet (8 électrons sur la couche externe L ou M).
Pour respecter la règle du duet ou de l'octet un atome peut :
- gagner ou perdre des électrons en se transformant en ion
- établir des liaisons covalentes avec d’autres atomes par mise en commun d’électrons.
L’atome …
de structure
électronique ...
peut mettre
en commun
... électrons
pour vérifier la
règle
…
H (Z=1)
C (Z=6)
N (Z=7)
O (Z=8)
F (Z=9)
Cl (Z=17)

3. Modèle de la liaison covalente
Une liaison covalente simple correspond à la mise en commun par deux atomes de deux de leurs électrons. Les électrons mis en
commun appartiennent en même temps aux deux atomes ce qui correspond à un gain d'un électron pour chaque atome.
L’atome …
peut former ….
liaisons
réparties ainsi selon le nombre d’atomes
voisins
H (Z=1)
C (Z=6)
N (Z=7)
O (Z=8)
F (Z=9)
Cl (Z=17)
Par ailleurs il est possible pour deux atomes d'établir deux voir trois liaisons covalentes ensemble, on parle alors de double
liaison ou de triple liaison.
4. Représentation de Lewis des molécules
a. Présentation
La représentation de Lewis d’une molécule indique l’organisation des atomes en son sein, en précisant :
 la nature de ses atomes, en utilisant les symboles chimiques ;
 l’emplacement des doublets (liants et non liants) représentés par des tirets ;
mais aussi en montrant que la règle du duet, ou de l’octet, est vérifiée pour chacun d’eux.
b. Mise en évidence de la notion de doublet non liant
Considérons la molécule d’eau, de formule brute H2O :
 Premier essai de représentation de Lewis :
Rq. : La règle du duet est vérifiée pour chacun des deux atomes d’hydrogène, mais celle de l’octet ne l’est
pas pour l’oxygène.
 Deuxième essai de représentation de Lewis :
Rq. : La règle de l’octet est vérifiée pour l’oxygène, mais celle du duet ne l’est pas pour chacun des deux
atomes d’hydrogène.
 Troisième essai de représentation de Lewis (la vraie) :
Rq. : La règle du duet est vérifiée pour l’atome d’hydrogène, celle de l’octet l’est pour l’oxygène : il s’agit de
la bonne représentation de Lewis. Les deux doublets d’électrons ne servant pas à lier deux atomes
entre eux sont appelés des doublets non liants.
O
H
H
O
H
H
O
H
H

c. Technique d’élaboration d’une représentation de Lewis
1- Principe
 Ecrire le nom et la formule brute de la molécule
 Ecrire la structure électronique de chaque atome ;
 Déterminer le nombre d’électrons externes (ne) de chaque atome ;
 En déduire le nombre de liaisons covalentes (nl) que doit établir chaque atome pour respecter la règle
du duet ou de l’octet ;
 Déterminer le nombre total d’électrons externes (nt) intervenant dans la molécule ;
 En déduire le nombre total de doublets (nd) (liants et non liants) en divisant par deux le nombre total
d’électrons externes (nt) ;
 Répartir les doublets de la molécule (liants et non liants) afin que chaque atome respecte la règle du
duet ou de l’octet.
2- Exemples
Nom et formule brute
Dihydrogène H2
Dichlore Cl2
Chlorure d’hydrogène HCl
Atomes et numéro atomique Z
Structure électronique
de chaque atome
Nombre d’électrons externes ne pour
chaque atome
Nombre de liaisons covalente nl pour
chaque atome
Nombre total d’électrons externes nt
Nombre de doublets
(liants et non liants) nd
Répartition des doublets
Formule de Lewis
Nom et formule brute
Méthane CH4
Ammoniac NH3
Atomes et numéro atomique Z
Structure électronique
de chaque atome
Nombre d’électrons externes ne pour
chaque atome
Nombre de liaisons covalente nl pour
chaque atome
Nombre total d’électrons externes nt
Nombre de doublets
(liants et non liants) nd
Répartition des doublets
Formule de Lewis

Nom et formule brute
Eau H2O
Ethane C2H6
Atomes et numéro atomique Z
Structure électronique
de chaque atome
Nombre d’électrons externes ne pour
chaque atome
Nombre de liaisons covalente nl pour
chaque atome
Nombre total d’électrons externes nt
Nombre de doublets
(liants et non liants) nd
Répartition des doublets
Formule de Lewis
Nom et formule brute
Dioxygène O2
éthyne C2H2
Atomes et numéro atomique Z
Structure électronique
de chaque atome
Nombre d’électrons externes ne pour
chaque atome
Nombre de liaisons covalente nl pour
chaque atome
Nombre total d’électrons externes nt
Nombre de doublets
(liants et non liants) nd
Répartition des doublets
Formule de Lewis
Nom et formule brute
Ethène C2H4
Dioxyde de carbone CO2
Atomes et numéro atomique Z
Structure électronique
de chaque atome
Nombre d’électrons externes ne pour
chaque atome
Nombre de liaisons covalente nl pour
chaque atome
Nombre total d’électrons externes nt
Nombre de doublets
(liants et non liants) nd
Répartition des doublets
Formule de Lewis