Bonsoir,
J'ai fait quelques exercices d'annales sur la structure de la matière et il y a souvent des questions où l'on demande si les longueurs entre les atomes dans les molécules seront égales, si les angles entre les liaisons seront égales (plus ou moins de 109,5°…). Et souvent il faut parler de répulsion…
Mais j'ai beaucoup de mal avec ça, je m'embrouille à chaque fois. Est-ce qu'une personne pourrait m'aider à mieux comprendre tout ça ? En fait, avec quelles molécules on peut avoir ce type de question ?
En vous remerciant, bonne soirée
Non, je pense l'avoir bien compris.
C'est vraiment prévoir la longueur des liaisons et des angles qui me pose problème !
Je crois que c'est lié à la répulsion entre doublets...
Mais c'est très peu clair dans ma tête.
Cette méthode permet simplement de prévoir les ordres de grandeurs des angles de liaison.
Il n'existe pas de méthode simples pour prévoir les longueurs de liaison. On peut au mieux prevoir que telle liaison est plus longue ou plus courte que telle autre. Sinon il faut s'en remettre aux mesures.
As-tu un exemple concret qui te pose problème ?
Oui j'ai un exemple en tête.
C'est ce genre de question qui me pose problème. "Écrire les formules mésomères de l'ion phosphate PO43-. Que peut-on en déduire sur la
longueur des liaisons P-O et de la valeur des angles valentiels OPO? »
On peut décrire la structure comme un équilibre entre 4 formes mesomeres. On pourrait aussi parler de délocalisation des liaisons covalentes . Les quatre liaisons P O sont donc équivalentes. Cela conduit à une structure de type tetraedrique avec des angles de liaison tous égaux à 109°28'.
Les quatre longueurs de liaison sont égales et un peu inférieures à celle de la simple liaison P-O
Les formes mesomeres extrêmes font intervenir 3 liaisons covalentes PO simples et une liaison covalente double.
Désolé mais je ne vois vraiment pas où vous voulez en venir...
Pourquoi cette info permettrait de déduire que les longueurs sont inférieures ?
Et dans quel cas faut-il invoquer l'argument de doublet non liant plus répulsif qu'une liaison simple, double liaison plus répuslive qu'une simple liaison...... ?
Voici une des quatre formes mésomères possibles, la double liaison pouvant s'établir indistinctement avec chacun des quatre atomes O. Chacun des trois atomes 0 possédant trois doublets non liants porte une charge négative.
En réalité, la liaison est délocalisée sur l'ensemble de la structure de sorte que les quatre liaisons sont équivalentes et possèdent des propriétés intermédiaires entre celles de la simple et celle de la double liaison P-O.
Chaque atome O porte une charge négative de valeur moyenne (-3e/4)
Merci, c'est beaucoup plus clair maintenant... pour les longueurs des liaisons. Par contre, comment prévoir la longueur des angles OPO à partir de cette représentation de l'ion ?
Comme en réalité, à cause de la délocalisation de la liaison , les quatre angles de liaison sont égaux et la structure est tétraédrique. Ces angles valent donc 109°28'.
Les cours de chimie détaillent en général très bien cette histoire de délocalisation lors de l'étude de la structure de la molécule de benzène.
En fait j'ai lu dans un rapport de concours : "A propos de la géométrie de l'ion phosphate : si les formules mésomères sont, souvent écrites de façon correcte, l'égalité des longueurs de liaison d'une part et des angles d'autre part sont moins bien perçues."
Alors comment justifier proprement, rigoureusement, que les angles de liaison sont égaux ?
Ça je ne le comprends toujours pas, désolé....
J'ai compris comment justifier pour les longueurs des liaisons, mais pas pour les longueurs des angles !
Si les quatre liaisons sont identiques , les répulsions entre les quatre liaisons sont identiques, ce qui conduit à des angles de liaisons identiques.
Donc à chaque fois qu'on a des longueurs des liaisons identiques, les angles de liaisons sont identiques ?
Est-ce que l'implication longueurs de liaisons identiques => angles de liaisons identiques est vraie ?
Si oui, comment la justifier ?
merci.
C'est vrai si l'atome central ne possède pas de doublets d'électrons non liants .
La justification est celle de la méthode VSEPR. les liaisons correspondent à des électrons partagés entre deux atomes. Pour que les répulsions électrostatiques soient minimales, les axes de liaisons doivent s'orienter les plus loin possibles les uns des autres. Si tu n'as pas de modèles moléculaires à ta disposition, prends quatre crayons dans une main. Réunis les quatre pointes dans ta main (cela simule l'atome P) et essaie d'orienter tes quatre crayons de façon qu'ils soient les plus éloignés possibles les uns des autres. Il vont s'orienter vers les quatre sommets d'un tétraèdre avec des angles entre eux de 109°28'.
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