Le document aborde la formation et la géométrie des molécules, ainsi que la stabilité chimique des atomes en fonction de leur structure électronique. Il décrit des concepts tels que le duet et l'octet, les doublets liants et non-liants, ainsi que les géométries moléculaires selon le modèle VSEPR. Plusieurs exemples illustrent les principes de géométrie moléculaire pour différentes molécules comme CO2, C2H4, H2O, NH3, et CH4.

1. PHYKÊMIA
L’ESSENTIEL 1
1èreS
P. Bellanca-Penel, Lycée Ampère, Lyon
Chap 5.1 Formation et géométrie
des molécules.

2. Stabilité chimique des
atomes

3. Stabilité chimique des
atomes
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar

4. http://olical.free.fr/couchintro.swf
Structure
électronique

5. Stabilité chimique des
atomes
H
K(1)
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

6. Stabilité chimique des
atomes
H
K(1)
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

7. Stabilité chimique des
atomes
H
K(1)
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

8. Stabilité chimique des
atomes
H
K(1)
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

9. Stabilité chimique des
atomes
H
K(1)
un duet sur la couche externe K ou un
octet d’électrons sur la couche externe L
ou M assure stabilité chimique
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

10. Les 2 voies de la sagesse

11. Les 2 voies de la sagesse
ions

12. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
F
K(2)L(7)

13. Les 2 voies de la sagesse
ions
2+
Mg
K(2)L(8)
M(2)
Mg
K(2)L(8)
F
K(2)L(7)
FK(2)L(8)

14. Les 2 voies de la sagesse
ions
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
M(2)
Mg
K(2)L(8)
F
K(2)L(7)
FK(2)L(7)

15. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
F
K(2)L(7)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
-
F
K(2)L(7)
H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

16. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
F
K(2)L(7)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
-
F
K(2)L(7)
H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

17. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
H
K(1)
H-Cl
F
K(2)L(7)
-
F
K(2)L(7)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

18. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
H
K(1)
doublet liant
H-Cl
F
K(2)L(7)
-
F
K(2)L(7)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

19. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
H
K(1)
H-Cl
F
K(2)L(7)
-
F
K(2)L(7)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

20. Les 2 voies de la sagesse
ions
Mg
K(2)L(8)
M(2)
F
K(2)L(7)
molécules
2+
Mg
K(2)L(8)
-
F
K(2)L(7)
H
K(1)
Réaliser un duet
ou un octet
d’électrons
H-Cl
Cl
K(2)L(8)
M(7)

21. Représentation de
Lewis des molécules
H-Cl
Gilbert Lewis
(1875-1946)

22. Représentation de
Lewis des molécules
H-Cl
doublet liant

23. Représentation de
Lewis des molécules
H-Cl
doublet liant
doublets
non liant

24. H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)

25. H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)
électron périphérique engagé dans une
liaison «covalente»

26. H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)
3 doublets d’électrons périphériques
non engagés dans une liaison
«covalente»

27. H
K(1)
Cl
K(2)L(8)
M(7)
H-Cl

28. 1+
17+
H-Cl

29. Un atome va former autant de liaisons qu’il lui manque
d’électrons sur sa couche périphérique pour
atteindre le duet ou l’octet
H
K(1)
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

30. Atomes
Doublets non-liants
H
1
0
C
4
0
N
H
K(1)
Nombre de liaisons
3
1
O
2
2
Cl
1
3
He
K(2)
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
K(2)L(1) K(2)L(2) K(2)L(3) K(2)L(4) K(2)L(5) K(2)L(6) K(2)L(7) K(2)L(8)
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8) K(2)L(8)
M(1)
M(2)
M(3)
M(4)
M(5)
M(6)
M(7)
M(8)

31. H-Cl
4 doublets
phériphériques
autour du chlore
Régle de l’octet
respectée

32. H-Cl
1 doublet
phériphérique
autour de
l’hydrogène
Régle du duet
respectée
4 doublets
phériphériques
autour du chlore
Régle de l’octet
respectée

33. OCO
La formule de Lewis d’une molécule
présente les doublets liants ET
les doublets non liants autour de
chaque atome

34. Géométrie
des
molécules

35. Répulsion
minimale
entre doublets
périphériques
Ronald Gillespie, 1957
modèle VSEPR

36. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central

37. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
C
O

38. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
C
2
O
groupes
indépendants de
doublets d’électrons

39. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
C
O

40. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
C
180°
O

41. exemple 1: CO2
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
O
C
O
C
180°
géométrie
linéaire
O

43. exemple 2: C2H4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
H
C
C H
H

44. exemple 2: C2H4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
H
C
C H
H

45. exemple 2: C2H4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
H
C
C H
H
3

46. exemple 2: C2H4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
H
C
C H
H
géométrie
trigonale plane

47. exemple 2: C2H4
H
C
C H
H
12
0°
°
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
120
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
120°
géométrie
trigonale plane

48. exemple 2: C2H4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
C
H
H
H
C
C H
H
H
C
H
géométrie
trigonale plane

50. exemple 3: H2O
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
O H

51. exemple 3: H2O
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
O H
4

52. exemple 3: H2O
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
O H

53. exemple 3: H2O
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
H
O H

54. exemple 3: H2O
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
O
H
H
géométrie coudée (plane)
H
O H

55. exemple 4: NH3
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
N H

56. exemple 4: NH3
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
N H
4

57. exemple 4: NH3
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
N H

58. exemple 4: NH3
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
N
H
H
géométrie pyramidale
à base triangumaire
H
H
N H

60. exemple 5: CH4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
C H
H

61. exemple 5: CH4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
C H
H
4

62. exemple 5: CH4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
* Appliquer le modèle de répulsion
électrique minimale entre les
groupes indépendants de
doublets d’électrons
C H
H

63. exemple 5: CH4
* Repérer le nombre de groupes
indépendants de doublets
d’électrons autour de l’atome
central
H
H
H
H
Géométrie
tétraédrique
C
H
H
C H
H

65. A très bientôt
sur
PHYKHÊMIA