MOLÉCULES ET GEOMÉTRIE
On appelle molécule organique une molécule constituée principalement des éléments C et H.
I- Représentation des molécules 1. Les règles du duet et de l'octet
Les atomes n'ayant pas une structure stable en duet ou en octet peuvent : céder ou capter des électrons : ils deviennent des ions monoatomiques.
mettre en commun des électrons avec d'autres atomes : ils forment des molécules. a) Règle du duet
Les atomes dont le numéro atomique Z<5 ont tendance à adopter une structure électronique à deux électrons comme celle de l’hélium.
b) Règle de l'octet
Les autres atomes ont tendance à adopter une structure électronique externe à huit électrons comme celle des gaz nobles néon, argon…
2. Application aux molécules : modèle de Lewis de la liaison covalente
a) La liaison covalente ou doublet liant
Lorsque deux atomes s'associent, ils établissent entre eux une liaison chimique en mettant en commun 2 électrons, appelée liaison covalente. Une liaison covalente simple formée entre deux atomes permet à chaque atome de gagner un électron externe.
Les électrons mis en commun appartiennent à chacun des deux atomes . b) Les doublets non liants
Les électrons d'un atome qui ne participent pas aux liaisons covalentes restent sur cet atome et sont répartis en doublets d'électrons appelés doublets non liants. Exemple :
c) Méthode pour trouver les formules de Lewis des molécules
Nom de l’atome Hydrogène Carbone Azote Oxygène Chlore
Structure électronique
Nombre d'électrons sur la couche externe Nombre de liaisons covalentes nécessaires
pour l'atome dans une molécule Nombre de doublets non liants Représentation de Lewis de l'atome Lewis pour la molécule : on crée les liaisons
pour chaque atome et on représente les
doublets non liants CO2
II- La géométrie de quelques molécules simples 1
1. Disposition relative des doublets d'électrons
Autour d'un atome central, les doublets liants et non liants se répartissent dans l'espace en s'éloignant au maximum pour minimiser les répulsions électroniques.
ex avec 4 ballons de baudruche 2. Application à quelques molécules
Nombre de doublets autour de l’atome
central Modèle Formule de LEWIS Géométrie
liants non liants
4 0 CH4 tétraédri que CH2O triangulairePlane, CO2 linéaire 3 1 NH3 pyramid ale 2 2 H2O coudée
III- L’isomérie Z/E
1. Que sont des isomères ?
Deux molécules sont isomères lorsqu'elles ont la même formule brute mais des formules développées différentes. Les noms, propriétés physiques et chimiques de ces molécules sont différents.
2. L’isomérie Z/E
Les molécules de type AHC=CHB, dans lesquelles A et B sont des groupes carbonés, présentent deux isomères :
(Z)-but-2-ène (E)-but-2-ène
A et B du même côté de la double liaison. A et B de part et d’autre de la double liaison.
(Z) : zusammen (E) : entgegen
Pour passer d’un isomère Z ou E à l’autre, il est nécessaire d’apporter de l’énergie à la molécule. C’est possible en éclairant la molécule : on parle d’isomérisation photochimique.
IV Lumière et couleur
1. Processus de la vision Activité 3 partie B page 98
La vision est assurée par un pigment, la rhodopsine, contenu dans les bâtonnets de la rétine. En éclairant le rétinal 11-Z, il subit une isomérisation et forme le rétinal tout E qui déclenche le signal nerveux.
2. Caractère coloré ou non coloré d’une molécule
a. Chaîne carbonée
Les molécules colorées ont une chaîne carbonée composée d’un grand nombre de simples et de doubles liaisons alternées, appelées doubles liaisons conjuguées.
Plus une molécule contient de doubles liaisons conjuguées, plus la longueur d’onde de la lumière absorbée est grande.
b. Groupes chromophores et auxochromes
On appelle chromophore un agencement d’atomes capable d’absorber un ou plusieurs couleurs. Ils mettent en jeu des doubles liaisons entre atomes (C=C, C=C dans cycle benzénique, C=O ou N=N, C=N absorbent dans les UV)
La présence de certains substituant comme NH2, OH, Br déplace l’absorption vers les plus grandes longueurs d’onde : on les appelle groupes auxochromes.
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