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4 Géométrie des molécules polyatomiques .pdf



Nom original: 4-Géométrie des molécules polyatomiques.pdf
Titre: LA LIAISON COVALENTE
Auteur: JOELLE TEKIN

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GEOMETRIE DES MOLECULES POLYATOMIQUES

I. PRINCIPE DE LA METHODE V.S.E.P.R.
La théorie Valence Shell Electron Pair Repulsion (répulsion des doublets d’électrons de
valence) fut établie en 1951 par Gillepsie.
L’étude de nombreuses molécules a permis à Gillepsie d’expliquer leur forme.
Soit un atome central A lié à des atomes X et entouré de doublets non liants. La forme de la
molécule correspond à une disposition des directions électroniques autour de A minimisant
l’énergie de la molécule, c’est à dire lorsqu’elles sont le plus éloignées possible les unes des
autres.
L’utilisation de cette théorie permet de prévoir la géométrie autour d’un atome d’une
molécule.

On note :

A : l’atome central

p : le nombre d’atomes X liés à A (quelque soit l’ordre de liaison)
q : le nombre de doublets non liant propres à A

AXpEq
(formule
symbolique de la
molécule)

II. GEOMETRIE AUTOUR DE L’ATOME CENTRAL A
II-1. Géométrie de base des molécules
La géométrie de base de la molécule autour de A dépend du nombre de directions
électroniques p + q.
Les directions se positionnant de manière à minimiser l’énergie.
p +q = 2

p +q = 3

p +q = 4
C1 07-08

A

A

angle entre les directions : 180°

A

angle entre les directions : 120°

angle entre les directions : 109°28’
La liaison covalente

1

p +q = 5

3 directions dans un plan faisant des angles de 120°
2 directions perpendiculaires à ce plan

A

p +q = 6

4 directions dans un plan faisant des angles de 90°
2 directions perpendiculaires à ce plan.

A

II-2. Forme des molécules.
n q

AXpEq schéma

2 0

AX2E0

0

X

AX3E0

A

BeCl2
CO2

Molécule plane triangulaire

A

Angles XAX égaux à 120° si tous les
X

groupes X sont tous identiques
Molécule coudée

A
X

AX4E0

A
X

BF3
NO3SnCl2
O3

X
X

0

Molécule linéaire
X

3
AX2E1

Exemples

X

X

1

forme de la molécule

Angle XAX voisin de 120°
Molécule tétraédrique
Angles XAX égaux à 109,5° si tous

X
X

CH4

les groupes X sont identiques
Molécule pyramidale triangulaire

4 1

NH3

AX3E1

A
X

X
X

Angles XAX voisins de 109,5°

SOF2

Molécule coudée
2

AX2E2

A

X
X

n q

AXpEq schéma

C1 07-08

H2O
Angle XAX voisin de 109,5°
forme de la molécule

La liaison covalente

Exemples

2

Molécule

X

0

AX5E0

X

A

X
X

X

bipyramidale

à

base

triangulaire

PCl5

Angles XAX dans le plan égaux à

SOF4

120°, autres angles XAX égaux à 90°
Le doublet non liant se place en
position équatoriale.

X

1

AX4E1

A

5

X
X

X

L’angle XAX du plan est voisin de
120°

SeCl4

Les autres angles XAX sont voisins
de 90°
Molécule en T

X

Les
2

3

AX3E2

X

AX2E3

doublets

non

liant

se

A

positionnent dans le plan.

X

Les angles XAX sont voisins de 90°

X

Molécule linéaire.

ICl3

I3-

A
X
X

0

AX6

X
X

Molécule bipyramidale à base carrée
X

A

Angles XAX égaux à 90°

SF6

X
X

Molécule pyramidale à base carrée
X

6

1

AX5E

X

X

Angles XAX voisins de 90°

A

IF5
X

X

Molécule plane carrée
X

2

AX4E2

C1 07-08

X

X

Angles XAX égaux à 90°

A
X

La liaison covalente

XeF4
BrF4-

3

Dans une molécule polyatomique, il peut y avoir plusieurs atomes centraux. Pour chaque
atome, on recherche la formule symbolique AXpE q, puis la géométrie autour de chaque
atome.
CH3OH : ΣNv = 4 + 4×1 + 6 = 14 soit 7doublets
Autour de C : AX4 ; Autour de O : AX2E2
H
H

C

H
O

H

H

C
H

H

O
H

III. ANGLES DE LIAISON
Les angles réels à l’intérieur des molécules, ne sont pas rigoureusement égaux aux angles
prévus par la géométrie de base. Ils dépendent en fait de la présence de doublets non liants
ou de liaisons multiples et de l’électronégativité des différents atomes.

III-1. Influence des paires non liantes
Exemples de molécules de géométrie de base tétraédrique : angles prévus 109,5°

Molécule
Type V.S.E.P.R.
Nombre de paires non
liantes
Angle XAX

CH4

NH3

H2O

AX4E0

AX3E1

AX2E2

0

1

2

109,5°

106,6°

104,5°

La présence de doublet non-liant, entraîne une diminution des angles XAX. Un doublet non
liant étant plus proche de A qu’un doublet liant, la répulsion doublet non-liant - doublet liant
est supérieure à la répulsion doublet liant - doublet liant. Les angles XAX se referment.

C1 07-08

La liaison covalente

4


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