février 2006 - moodle@insa

INSA TOULOUSE
Département de S.T.P.I- 1ère année
6 février 2006
CONTROLE DE LIAISON CHIMIQUE
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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