INSA TOULOUSE Département de S.T.P.I- 1ère année 6 février 2006 CONTROLE DE LIAISON CHIMIQUE Les calculatrices ne sont pas autorisées. durée 1h15 Données pour l’ensemble du sujet : Electronégativité 9F, 35Br, 17Cl, Br 2,8 Cl 3,0 53I, (indium), 49In I 2,5 11Na (sodium), P 2,1 33As O 3,5 (arsenic), 15P, 8O Br, Cl et I appartiennent à la même famille. I : Structure électronique et classification périodique (3 points) Un atome possède un seul électron célibataire et moins de dix-huit électrons. 1) Quelles sont les structures (configurations) électroniques possibles ? 2) Donner le numéro atomique de l’atome s’il appartient à la famille de l’indium et à la période du sodium. II : (4 points) 1) Ecrire la structure électronique de l’arsenic dans l’état fondamental. 2) En utilisant le schéma des cases quantiques, donner la représentation de la couche de valence de cet atome. 3) Ecrire une structure de l’acide arsénieux HAsO2 (molécule dans laquelle H est lié à O) faisant apparaître les liaisons entre les atomes et tous les autres électrons de valence. Dessiner cette molécule dans l’espace. Parmi les quatre atomes de cette molécule indiquer ceux qui sont toujours dans le même plan. 4) Etude de l’ion arsénite AsO2- : Donner la formule de Gillespie (AXpEq) et dessiner la molécule dans l’espace. Préciser si la molécule est linéaire ou coudée. 5) Comment expliquer que dans l’ion arsénite les deux liaisons AsO soient identiques ? Justifier votre réponse. T.S.V.P III : (5 points) L’acide nitrique (HNO3) fumant provoque l’oxydation du diiode. En présence d’acide phosphorique (H3PO4), on obtient le composé IPO4 dans lequel l’iode est au degré d’oxydation +III. Proposer une structure de Lewis pour IPO4, HNO3 et H3PO4. IV : (6 points) Les fluorures d’halogène sont employés comme agents de fluoration : BrF5 et IF5 sont particulièrement énergiques pour ces réactions. A l’état liquide ce sont des agents ionisants : 2 BrF3 2 IF5 BrF2+ IF4+ + + IF6 BrF4 - - 1) Pour les molécules et les ions participant aux réactions ci-dessus, donner la formule de Lewis et celle de Gillespie (AXpEq) et dessiner la molécule ou l’ion (sauf IF6 ) dans l’espace. Préciser si la molécule ou l’ion est linéaire, plan ou non plan. 2) Pour les deux molécules neutres, indiquer si leur moment dipolaire est nul ou s'il est différent de zéro. Justifier votre réponse. V : (2 points) Pour les composés BrCl et ICl : 1) Préciser la polarité des atomes (δ+ ou δ-). 2) Attribuer à chaque molécule sa longueur de liaison 2,138 10-10 m et 2,321 10-10 m. Justifier votre réponse. 3) Attribuer à chaque molécule son moment dipolaire 0,65 D et 0,57 D si ces deux valeurs sont obtenues en phase gazeuse. Justifier votre réponse. T.S.V.P