ACTIVITÉ D'EXPLORATION


3
Le modèle de Lewis pour ausculter les molécules




Supplément numérique

Visiter le site The Nobel Prize et retrouvez les 41 nominations de Lewis !

Compétence

MOD : Connaître et déterminer la structure du nuage électronique

Synthèse de l'activité

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Dans le modèle de Lewis, les deux électrons de la liaison covalente « appartiennent » aux deux atomes de la liaison. Proposer le décompte des électrons des atomes d’hydrogène dans les molécules H2\mathrm{H}_{2}, H2O\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, NH3\mathrm{NH}_{3} et CH4\mathrm{CH}_{4}. Quelle règle pourrait émerger ?

Proposer le décompte des électrons des atomes d’azote, de carbone et d’oxygène dans les molécules H2O\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, CH4\mathrm{CH}_{4}, NH3\mathrm{NH}_{3}, N2\mathrm{N}_{2} et O2\mathrm{O}_{2}. Une seconde règle pourrait-elle émerger ?


Doc. 1
Gilbert Lewis

Gilbert Lewis


Gilbert Lewis (1875-1946) est chimiste et théoricien, il est l’auteur d’un modèle de représentation des molécules, nommé modèle de Lewis : ce modèle permet de représenter les atomes et d’établir les structures des molécules à partir de règles simples.
Il propose en particulier la notion de liaison covalente avec la mise en commun de deux électrons pour lier les atomes entre eux.

Ces structures de Lewis, désormais couramment utilisées, ont été très vivement critiquées à leur début : en effet, comment deux électrons de charges négatives pourraient-ils s’apparier pour créer une liaison ?
Lewis a été nommé 41 fois pour le prix Nobel de chimie mais ne l’a jamais obtenu.

Questions

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1. Doc. 1 et 3 Définir une liaison covalente et préciser sa représentation schématique dans une structure de Lewis.


2. Doc. 2 et 3 Indiquer les molécules dans lesquelles apparaissent des doublets non liants. Quels atomes en sont porteurs ?




La connaissance de la formule brute d’une molécule ne donne aucun renseignement sur la façon dont sont agencés les atomes. Pourtant cette répartition s’avère précieuse pour comprendre les propriétés physiques et chimiques des molécules.

➜ Comment connaître l’agencement des atomes dans une molécule ? Les atomes y respectent-ils des règles particulières  ?


Doc. 3
Liaison covalente et doublets non liants

Dans les molécules, les atomes mettent en commun des électrons afin de gagner en stabilité.

On représente une liaison covalente par un tiret entre les deux atomes concernés :

Liaison covalente

Les électrons de valence d’un atome qui ne participent pas aux liaisons covalentes sont répartis en doublets d’électrons appelés doublets non liants. Voici leur représentation :


Doublets non liants

Doc. 2
Schémas de Lewis de molécules communes

Schémas de Lewis de molécules communes


Par intuition

Pourquoi certaines molécules se formentelles simplement alors que d’autres ne peuvent pas exister ?
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