Devoir : Atomistique II         (imprimer le sujet et compléter les figures proposées)
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I- La liaison chimique - Il s'agit de donner les éléments les plus importants proposés en cours sur la définition de la
liaison chimique.

a- On a précisé que "la liaison chimique est une écriture, une représentation et une symbolique".
Commenter cette définition à partir d'un exemple simple.

b- La liaison est de type covalent, ionique et métallique. Compléter les différents types en commentant chaque type par
quelques phrases.

c- Le fait que la molécule de méthane soit totalement symétrique ne s'explique que par le phénomène d'hybridation des
orbitales de l'atome de carbone. Commenter en quelques phrases.


II- Géométrie des molécules - Soient les cinq molécules suivantes :

            NH3, BH3, SeH2, CaH2, B2S3 et PCl5.

a- Dessiner ces molécules selon la représentation de Lewis.

b- Dessiner une géométrie pour ces molécules et indiquer la valeur des angles entre liaisons ou/et le type de figure
géométrique (linéaire, tétraèdre, bipyramide, …).

c- On fait réagir BH3 avec NH3, ce qui donne la molécule H3B-NH3. Donner la géométrie de ce cette molécule.

d- En solution aqueuse, en présence d'ions Cl-, AlCl3 donne des ions AlCl4- selon la réaction :
             AlCl3 + Cl- → AlCl4-
Expliquer la formation l'ions AlCl4- et donner sa structure électronique et sa géométrie exacte.
Où se trouve la charge négative ? Expliquer.


III- Effet inductif en mésomère - Répondre aux questions suivantes :

a- Expliquer grâce à l'effet mésomère la stabilité de l'ion sulfate SO4--.

b- Ecrire les formes mésomères du nitrobenzène.

c- Ecrire les formes mésomères de l'aldéhyde salicylique et de ses isomère méta et para substitués.
(aldéhyde salicylique = benzène ortho substitué par une fonction -CHO aldéhyde et une fonction -OH alcool)


IV- Symbolisation de la liaison chimique - On propose la réaction suivante :

           CH3OH + CH2=CH-COCl  → CH2=CH-COCH3 + HCl

a- Représenter tous les électrons en leur donnant la couleur de l'atome auquel il appartient.

b- Proposer une géométrie (angles de liaison et figure géométrique) pour les différentes molécules.


V- Diagramme des orbitales moléculaires - Soit le diagramme des orbitales moléculaires (OM) pour quelques
éléments de la deuxième période (Be2, B2, C2, N2 et O2) proposé ci-dessous.

         

a- Compléter le diagramme en indiquant les électrons, en calculant l’ordre des liaisons et en donnant les propriétés
magnétiques.

b- Expliquer la molécule Be2 pourquoi n'existe pas.

c- Expliquer l'inversion qui intervient entre l'Azote et l'Oxygène.

d- Commenter les valeurs des longueurs de liaison, les ordre de grandeur, leur évolution et la relation avec les énergies
de liaison.


VI- Représenter une molécule à partir de la formule brute

On donne la formule brute d'une molécule carbonée C4H5ON.
Sachant que l'on propose la présence de la fonction amine (-NH2), de la fonction cétone (R-CO-R') et d'une triple liaison
(-C≡C-), il y a deux possibilités à trouver et à traiter pour chaque question.

a- Dessiner selon la représentation de Lewis les deux molécules possibles et préciser l'atome d'appartenance de chaque
électron (par des couleurs par exemple).

b- Dessiner en perspective, donner les hybridations des atomes de carbone, la valeur des angles de liaison et le type de
géométrie en nomenclature VSEPR pour chaque molécule (AXE).


VII- Les états de la matière - On donne un diagramme d'état d'un corps pur.

     a- Positionner correctement les mots : pression, température, volume, solide,
     liquide, vapeur et supercritique.

     b- Dessiner en perspective, donner les hybridations des atomes de carbone,
     la valeur des angles de liaison et le type de géométrie en nomenclature
     VSEPR pour chaque molécule (AXE).

     c- Que représente le point C ?
     Que représente la zone plus foncée contenant le point C ?
     Que représente la courbe en pointillés ?

     d- Caractériser par une phrase : les solides, les liquides et les gaz.

     e- Le passage de l'état solide à l'état gazeux s'accompagne de changements
     importants de quels paramètres. Donner des ordres de grandeur de ces
     variations.

     f- Commenter l'état plasma en quelques phrases.
 


VIII- Les composés inorganiques - Compléter les tableaux suivants :

Al(OH)4-

ion

..........................................

CO32-

ion

..........................................

HS-

ion

..........................................

NH2-

ion

..........................................

ClO3-

ion

..........................................

H3O+

ion

..........................................

NH4+

ion

..........................................

ClO2-

ion

..........................................

OH-

ion

..........................................

BO33-

ion

..........................................

Cl-

ion

..........................................

H-

ion

..........................................

Br-

ion

..........................................

OCN-

ion

..........................................

NO2-

ion

..........................................

……

ion

bromate

……

ion

cyanure

……

ion

hypochlorite

Commentaires sur Al(OH)4- : ………………………………………………………………………………………………….

Composé nom formule nom de la formule nom commun s'il existe
H2SO4        
KCN        
K2SO3        
MgO        
(NH4)2CO3        
PbCl4        
N2O3        
CaBr2        
Cu(OH)2        
................ hydroxyde d’ammonium      
................ sulfure d’hydrogène      

Commentaire sur deux composés particuliers que vous devez proposer proposer :

1- ……………………………………………………………………………………………………………………………………

2- ……………………………………………………………………………………………………………………………………

 



Atomistique et liaison chimique                              Correction                   
Pr Robert Valls                                                                                                                                                         robert.valls@univ-amu.fr