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Physique-Chimie 1re

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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


1
Les électrons font la paire dans le modèle de Lewis





La connaissance de la formule brute d’une molécule n’informe pas sur la façon dont les atomes sont agencés entre eux.

➜ Comment connaître l’agencement des atomes dans une molécule ? Quel modèle utiliser ?


Par intuition

Peut-on connaître par avance les liaisons formées par les atomes ?


Doc. 1
Gilbert Newton Lewis (1875-1946)

Gilbert Newton Lewis (1875-1946)


Gilbert Lewis est un chimiste et théoricien du XXe siècle. Il est l’auteur d’un modèle de représentation des molécules permettant d’établir les structures des molécules à partir de règles simples.

En 1916, il crée le modèle de liaison covalente : deux atomes forment une liaison en partageant une paire d’électrons.

En 1923, il propose également une théorie électronique des acides et des bases des espèces, respectivement accepteuses et donneuses d’une paire d’électrons.

Gilbert Lewis a été nommé 41 fois pour le prix Nobel de chimie mais sans jamais l’obtenir.

Doc. 2
La représentation de Lewis

Pour établir la structure de Lewis des molécules à partir de leur formule brute, on peut procéder ainsi :

1) écrire la configuration électronique de chaque atome de la molécule étudiée ;

2) déterminer le nombre d’électrons de valence de chaque atome et en déduire le nombre total d’électrons des couches externes mis en jeu dans la molécule étudiée, on note ce nombre ntn_{\mathrm{t}} ;

3) déterminer le nombre de doublets d’électrons impliqués dans des liaisons covalentes ou des doublets non liants, en divisant le nombre ntn_{\mathrm{t}} par deux ;

4) répartir les doublets en respectant les règles du duet pour H\mathrm{H} et de l'octet pour les autres atomes.

Molécule Chlorure d’hydrogène HCl\mathrm{HCl}
Atomes H\mathrm{H} Cl\mathrm{Cl}
Configuration électronique 1s1 1s22s22p63s23p5
Électrons de valence (couche externe) 11 77
ntn_{t} 1+7=81+7=8
Nombre de doublets 82=4\dfrac{8}{2}=4
Répartition des doublets et nature des doublets : le schéma de Lewis 1 liaison covalente entre H\mathrm{H} et Cl\mathrm{Cl}
3 doublets non liants sur Cl\mathrm{Cl}
Chlorure d'hydrogène

Doc. 3
Quelques acides de Lewis

Un acide de Lewis est une entité chimique possédant une lacune électronique, la rendant susceptible d’accepter un doublet d’électrons. Cette lacune est représentée dans le modèle de Lewis par un rectangle vide.


Ion H+\mathbf{H}^{+} Borane Bromure de méthyle magnésium
Quelques acides de Lewis
Quelques acides de Lewis
Quelques acides de Lewis

Compétence

COM : Rédiger un compte rendu écrit avec un vocabulaire scientifique rigoureux

Questions

Voir les réponses
1. Doc. 1 Rappeler la modélisation de la liaison covalente et du doublet non liant dans le cadre du modèle de Lewis.

2. Doc. 1 et 3 Donner la modélisation de la lacune électronique dans le modèle de Lewis et préciser si les acides de Lewis respectent les règles du duet et de l’octet.

3. a. Doc. 2 Montrer que les règles de l’octet et du duet sont respectées dans le cas de HCl\mathrm{HCl}.
3. b. Doc. 2 Compléter le tableau ci-dessous pour les molécules de formules NH3\mathrm{NH}_{3} et CH4\mathrm{CH}_{4}.
Molécule NH3\mathrm{NH}_{3} CH4\mathrm{CH}_{4}
Atomes
Configuration électronique
Électrons de valence (couche externe)
ntn_{t}
Nombre de doublets
Répartition des doublets et nature des doublets : le schéma de Lewis


Synthèse de l'activité

Voir les réponses
Résumer en quelques phrases les règles à respecter pour établir la représentation de Lewis d’une molécule.

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