17. Géométrie de quelques molécules
Comment les atomes se lient et quelle forme prennent les molécules dans l’espace.
ΦRésumé du cours
Liaison covalente
Une liaison covalente est la mise en commun de deux électrons (un doublet liant) par deux atomes. Les électrons externes non engagés forment des doublets non liants.
Nombre de liaisons (valence)
Chaque atome forme autant de liaisons qu’il lui manque d’électrons pour respecter le duet ou l’octet :
H : 1 · O : 2 · N : 3 · C : 4 · Cl : 1.
Représentations
- Formule brute : C₂H₆O.
- Formule développée : toutes les liaisons dessinées.
- Formule semi-développée : seules les liaisons avec H sont omises (CH₃–CH₂–OH).
- Représentation de Lewis : doublets liants et non liants.
- Représentation de Cram : trait plein (dans le plan), triangle plein (vers l’avant), triangle hachuré (vers l’arrière).
Géométrie
Les doublets d’électrons autour d’un atome se repoussent et s’écartent au maximum :
- CH₄ : tétraédrique (angles ≈ 109,5°).
- NH₃ : pyramidale.
- H₂O : coudée.
- CO₂ : linéaire.
Isomères
Molécules ayant la même formule brute mais des formules développées différentes.
✎Exemples corrigés
Exemple 1
Donner la représentation de Lewis de la molécule d’eau H₂O.
Voir la correction
H–O–H avec deux doublets sur l’oxygène : la molécule est coudée.
Exemple 2
Écrire deux isomères de formule brute C₂H₆O.
Voir la correction
Exemple 3
Combien de liaisons forme l’azote dans NH₃ et combien de doublets non liants a-t-il ?
Voir la correction
?Teste-toi
Clique sur la bonne réponse.
-
Le carbone forme…
Réponse
c) 4 liaisons — 4 électrons externes, il lui en manque 4. -
La molécule de méthane CH₄ est…
Réponse
b) tétraédrique — Angles d’environ 109,5°. -
Deux isomères ont…
Réponse
b) la même formule brute — Définition des isomères.
كيف ترتبط الذرات وما الشكل الذي تأخذه الجزيئات في الفضاء.
Φملخص الدرس
الرابطة التساهمية
الرابطة التساهمية هي إشراك ذرتين لـإلكترونين (زوج رابط). وتكوّن الإلكترونات الخارجية غير المشاركة أزواجًا غير رابطة.
عدد الروابط (التكافؤ)
تكوّن كل ذرة عددًا من الروابط يساوي عدد الإلكترونات التي تنقصها لتحقيق الثنائية أو الثمانية:
H: 1 · O: 2 · N: 3 · C: 4 · Cl: 1.
التمثيلات
- الصيغة الإجمالية: C₂H₆O.
- الصيغة المنشورة: تُرسم كل الروابط.
- الصيغة نصف المنشورة: تُحذف فقط الروابط مع H (CH₃–CH₂–OH).
- تمثيل لويس: الأزواج الرابطة وغير الرابطة.
- تمثيل كرام: خط متصل (في المستوى)، مثلث ممتلئ (نحو الأمام)، مثلث مخطط (نحو الخلف).
الهندسة
تتنافر أزواج الإلكترونات حول ذرة وتتباعد أقصى ما يمكن:
- CH₄: رباعية الأوجه (زوايا ≈ 109,5°).
- NH₃: هرمية.
- H₂O: زاوية (منحنية).
- CO₂: خطية.
المتماكبات
جزيئات لها نفس الصيغة الإجمالية وصيغ منشورة مختلفة.
✎أمثلة محلولة
مثال 1
أعط تمثيل لويس لجزيئة الماء H₂O.
عرض الحل
H–O–H مع زوجين على الأكسجين: الجزيئة زاوية.
مثال 2
اكتب متماكبين صيغتهما الإجمالية C₂H₆O.
عرض الحل
مثال 3
كم رابطة يكوّن الآزوت في NH₃ وكم زوجًا غير رابط له؟
عرض الحل
?اختبر نفسك
اضغط على الجواب الصحيح.
-
يكوّن الكربون…
الجواب
ج) 4 روابط — 4 إلكترونات خارجية، تنقصه 4. -
جزيئة الميثان CH₄…
الجواب
ب) رباعية الأوجه — زوايا تقارب 109,5°. -
للمتماكبين…
الجواب
ب) نفس الصيغة الإجمالية — تعريف المتماكبات.
Résumé rédigé par Nqraw selon le programme officiel marocain.