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Physique-Chimie 1re

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Exercices




Schéma de Lewis

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12
Autour de quelques molécules simples

RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie

Déterminer la représentation de Lewis des molécules d’eau H2O\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, de dioxyde de carbone CO2\mathrm{CO}_{2} et de méthane CH4\mathrm{CH}_{4}.
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Données

  • Numéro atomique d’éléments chimiques :
    H\mathrm{H} (Z=1Z=1) ;
    C\mathrm{C} (Z=6Z=6) ;
    N\mathrm{N} (Z=7Z=7) ;
    O\mathrm{O} (Z=8Z=8).


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13
Autour de l’ammoniac

RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie

L’ammoniac est un gaz incolore, irritant et très odorant, il a pour formule NH3\mathrm{NH}_{3}.La solution d’ammoniaque, quant à elle, contient des ions OH\mathrm{OH}^{-} et des ions NH4+\mathrm{NH}_{4}^{+}.

1. Déterminer la représentation de Lewis de la molécule d’ammoniac.
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2. Déterminer la représentation de Lewis de l’ion hydroxyde OH\mathrm{OH}^{-}.
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3. Établir le schéma de Lewis de l’ion ammonium NH4+\mathrm{NH}_{4}^{+}.
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Pour commencer

Géométrie des molécules


Informations sur la géométrie de HOCl \text{HOCl }

<math>\mathrm{HOCl}</math>
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14
Les gaz de l’atmosphère

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours


Diazote et dioxygène


Les deux principaux gaz de l’atmosphère terrestre sont le diazote et le dioxygène.

1. Établir la géométrie dans l’espace de ces deux molécules.
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2. Le dioxyde de carbone CO2\mathrm{CO}_{2} est aussi présent dans l’atmosphère ainsi que la vapeur d’eau. La molécule de CO2\mathrm{CO}_{2} est linéaire et celle d’eau est coudée. Expliquer cette différence à l’aide des schémas de Lewis et de ces deux molécules.
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15
L’acide hypochloreux

RAI/ANA : Construire un raisonnement

L’acide hypochloreux, de formule chimique HOCl\mathrm{HOCl}, est utilisé dans l’industrie cosmétique à faible concentration comme agent nettoyant de la peau.

Établir sa représentation de Lewis et justifier la géométrie de cette molécule.
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Polarité des entités moléculaires

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16
Liaison polarisée dans un organomagnésien

RAI/ANA : Construire un raisonnement

Dans la molécule de bromure de butylmagnésium ci-dessus, identifier les deux liaisons polarisées. Justifier.

Bromure de butylmagnésium



Données

  • Électronégativité χ\chi des atomes :
    χ\chi(Br\mathrm{Br}) =2,96=2\text{,}96 ;
    χ\chi(Mg\mathrm{Mg}) =1,31=1\text{,}31 ;
    χ\chi(H\mathrm{H}) =2,20=2\text{,}20.


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17
Solvants polaires ou apolaires

RAI/ANA : Faire le lien entre un modèle microscopique et des grandeurs macroscopiques

Le cyclohexane et le dichlorométhane sont des solvants courants en chimie organique.

Ces solvants sont-ils polaires ? Justifier la réponse.


Données

  • Électronégativité χ\chi des atomes :
    χ\chi(O\mathrm{O}) =3,44=3\text{,}44 ;
    χ\chi(Cl\mathrm{Cl}) =3,16=3\text{,}16 ;
    χ\chi(C\mathrm{C}) =2,55=2\text{,}55 ;
    χ\chi(H\mathrm{H}) =2,20=2\text{,}20.



Doc. 2
Cyclohexane

Cyclohexane

Doc. 1
Dichlorométhane

Dichlorométhane

Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

Établir un schéma de Lewis :
12
DIFF

Interpréter la géométrie d’une molécule à partir de son schéma de Lewis :
15
28

Déterminer le caractère polaire d’une liaison à partir de la donnée de l’électronégativité des atomes :
16
17

Déterminer le caractère polaire ou apolaire d’une entité moléculaire :
26
31

Pour s'échauffer

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5
Autour du dihydrogène

Établir le schéma de Lewis de la molécule de dihydrogène H2\mathrm{H}_{2}. Préciser si cette molécule est polaire.
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6
La molécule de dioxygène

Établir le schéma de Lewis de la molécule de dioxygène O2\mathrm{O}_{2}. Préciser si cette molécule est polaire.
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7
Un ion monoatomique particulier

Établir le schéma de Lewis de l’ion H+\mathrm{H}^{+}.En quoi cet ion est-il particulier ?
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8
Schéma de Lewis de l’eau

Établir le schéma de Lewis de la molécule de l’eau. Pourquoi faut-il connaître la géométrie de cette molécule pour déterminer si elle est polaire ou non ?
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9
Autour du méthane

La formule chimique du méthane est CH4\mathrm{CH}_{4}.

1. Établir le schéma de Lewis de cette molécule.
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2. Justifier sa géométrie tétraédrique.


10
L’ion oxyde

L’ion oxyde est l’ion monoatomique issu de l’atome d’oxygène.

1. Préciser la configuration électronique de l’atome d’oxygène et en déduire celle de l’ion monoatomique stable qu’il pourrait donner.


2. Proposer la formule chimique de l’ion oxyde et établir son schéma de Lewis.
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11
Autour de l’ammonium

Établir le schéma de Lewis de l’ion ammonium NH4+\mathrm{NH}_{4}^{+} et justifier sa géométrie tétraédrique.
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Une notion, trois exercices


DIFFÉRENCIATION
Savoir-faire : Établir un schéma de Lewis

18
Vers la structure de Lewis de l’adrénaline

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RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie

1. À l’aide du modèle moléculaire du document ci-dessus, établir la formule brute de la molécule d’adrénaline.


2. À partir de leurs configurations électroniques, préciser le nombre de liaisons formées par chacun des types d’atomes impliqués dans cette molécule (C\mathrm{C}, H\mathrm{H}, O\mathrm{O} et N\mathrm{N}).


Nom Modèle Symbole
Hydrogène
Modèle hydrogène
H\mathrm{H}
Carbone
Modèle carbone
C\mathrm{C}
Azote
Modèle azote
N\mathrm{N}
Oxygène
Modèle oxygène
O\mathrm{O}


3. En déduire la représentation de Lewis de cette molécule.

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Données

  • Numéros atomiques des atomes :
    H\mathrm{H} (Z=1Z=1) ;
    C\mathrm{C} (Z=6Z=6) ;
    N\mathrm{N} (Z=7Z=7) ;
    O\mathrm{O} (Z=8Z=8).


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20
Adrénaline ou noradrénaline

RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie

Noradrénaline


Établir la représentation de Lewis de la noradrénaline (modèle moléculaire ci-dessus). Quelle est la géométrie autour de l'atome de carbone ?

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19
Vers la géométrie spatiale

RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie

Après avoir établi la représentation de Lewis de la molécule d’adrénaline, déterminer la géométrie spatiale adoptée par les atomes du cycle de 6 carbones. Justifier la réponse proposée.

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Doc. 1
Découverte de l’adrénaline

Jokichi Takamine (1854-1922), biochimiste et industriel, découvrit en 1901 la première hormone pure jamais isolée d’une source naturelle, la glande médullo-surrénale. Il la nomma adrenalin (qui signifie près du rein).

Son modèle moléculaire est représenté ci-dessous :
Adrénaline
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