Correction du devoir : Atomistique II

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 réagit BH3 avec NH3, ce qui donne la molécule H3B-NH3. Donner la géométrie 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.
a- Représentation en Lewis des cinq molécules :

 

b- Dans la nomenclature AXmEn les molécules s'écrivent, dans l'ordre :

AX3E = 4 directions = tétraèdre (une direction non visible)
AX3 = 3 directions = plan 120°
AX2E2 = 4 directions = tétraèdre (deux directions non visibles)
AX2 = 2 directions = linéaire
Pour B = AX2 = linéaire          pour S central = AX2E2 = tétraèdre (deux directions non visible)
AX5 = 5 directions = bipyramide à base triangulaire

La géométrie des cinq molécules est la suivante :

c- La molécule H3B possède une lacune électronique (il lui manque deux électrons pour satisfaire la règle de l'octet) et INH3
 possède un double non liant, il s'établit une liaison de coordinance entre les deux.
La géométrie de la molécule H3B-NH3 est obtenu à partir de la représentation de Lewis :

 

La molécule est constituée de deux tétraèdres et elle est comparable à la molécule d'éthane.

     La molécule obtenue est globalement neutre mais le Bore satisfait la
     règle de l'octet après la formation de la molécule puisque l'Azote fournit
     les deux doublets de liaison. La création de cette liaison de coordinance
     confère à l'atome de Bore une charge - et parallèlement l'Azote présente
     une charge +.
     C'est donc une molécule particulière mais sa géométrie est classique.

d-  La formation l'ions AlCl4- est comparable à la réaction précédente puisque AlCl3 présente une lacune et Cl- un doublet
non liant (ici le doublet non liant appartient à un ion au lieu d'une molécule précédemment).

      La charge négative transfère vers l'atome
      d'aluminium puisque tous les Chlore respectent
      la règle de l'octet l'ion Chlore devient un atome
      de Chlore simplement lié dans une molécule.
      L'atome d'aluminium récupère donc un électron
      supplémentaire qui lui donne une charge -.

Atomistique et liaison chimique                          Devoir 2                           Correction                   
Pr Robert Valls                                                                                                                                                         robert.valls@univ-amu.fr