TP Liaison Moléculaire Lewis Et 3D [PDF]

Zitiervorschau

Thème : Chapitre 6 :

OBSERVER Des atomes aux molécules

1S / date :

TP : LIAISONS MOLECULAIRES ET MOLECULES EN TROIS DIMENSIONS Objectif : Dans ce TP, nous nous proposons de décrire les liaisons que peut établir un atome avec ses voisins au sein d'une molécule. Nous introduirons ensuite la représentation dite de Lewis qui nous permettra d'interpréter la géométrie dans l'espace de quelques molécules. Compétences : - Décrire à l'aide des règles du duet et de l'octet les liaisons covalentes intramoléculaires. - Interpréter la représentation de Lewis - Mettre en relation la formule de Lewis et la géométrie de quelques molécules simples – Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de modélisation.

PARTIE A : Comment se forment les molécules ? Le caméléon est capable de changer de couleur grâce aux chromatophores de son derme. Parmi ces chromatophores, la guanine produit des teintes irisées jaunes, vertes et bleues ; la mélanine donne des ton noirs et bruns ; la ptéridine colore la peau de l'animal en jaune.

Molécule de guanine

Molécule de tyrosine, base de la synthèse de la mélanine

Molécule de ptéradine

1. Recherche le sens du mot chromatophore ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ 2. Explique la nature colorée des molécules présentes dans le derme du caméléon. ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ 3. Observe ces molécules puis fait des conjectures sur le nombre de liaisons que doivent établir les atomes de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène au sein d'une molécule en général.

atome

Nombre de liaisons Covalentes formées

Configurations possibles (simples, doubles et triples liaisons autorisées)

Carbone C Hydrogène H Azote N Oxygène O 4. Lis attentivement les informations ci-dessous puis complète le tableau page suivante.

Info 1 Une liaison (doublet liant) entre deux atomes résulte de la mise en commun de deux électrons appartenant chacun à un des deux atomes.

Info 2 Pour chacun des atomes liés, les électrons qui ne sont pas engagés dans des liaisons se regroupent par paire pour former des doublets non liants

Atome (numéro atomique Z)

H (1)

C (6)

N (7)

O (8)

Ne (10)

1- Formule électronique 2- Nombre d 'électrons manquant à l'atome pour atteindre une structure stable 3- Nombre de liaisons (doublets liants) formées par l'atome dans les molécules du caméléon 4- Nombre d'électrons engagés dans des doublets liants. 5- Nombre d'électrons restant sur la couche externe de l'atome pour former des doublets non liants 6- Nombre de doublets non liants

5- Compare les lignes 2 et 3 du tableau et conclus : _____________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 6- Valide tes conjectures de la question 3. en basant ton argumentation sur le principe de la liaison covalente et en rappelant les règles du duet et de l'octet. _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 7. Ecris la représentation de Lewis des trois molécules présentes dans le derme du caméléon en tenant compte de l'information ci-dessous. Info 3 Dans la représentation de Lewis : - Le symbole représente le noyau et les électrons internes de l'atome - Les doublets liants d'électrons sont représentés par des tirets entre atomes voisins - Les doublet non liants, constitués de paires d'électrons ne participant à aucune liaison, sont représentés par des tirets autour des atomes.

doublet liant

H

O

H

H

O

H

H

O

H

doublet non liant

Exemple : représentation de Lewis de la molécule d'eau

Représentations de Lewis – Les doublets non liants seront représentés en rouge !.

PARTIE B : Quelle est la géométrie des molécules ? Document :

Valence Shell Pair Electron Repulsion. La théorie VSEPR ou Valence Shell Electronic Pairs Repulsion signifie: « répulsion des paires électroniques de la couche de valence ».C’est une méthode simple et efficace permettant de prédire la géométrie des molécules en se basant sur la théorie de la répulsion des électrons de la couche de valence (couche externe). Comme son nom l’indique, cette méthode considère que tous les doublets liants et non liants se repoussent mutuellement afin de minimiser l’énergie de répulsion entre les paires électroniques. Le schéma de répulsion se visualise aisément en plaçant les paires électroniques les plus éloignées possibles les unes des autres à la surface d’une sphère et dont le centre est l’atome centrale.

droite (linéaire) α=180°

Triangle équilatéral α=120°

bipyramide trigonale α=120° β= 90°

tétraèdre α=109°28'

octaèdre α=90°

Figures de répulsion montrant la répartition des doublets de la couche de valence d’un atome avec exemples de molécules

1. A l'aide de l'application en ligne « molview.org », réalise les modèles moléculaires 3D de chacune des cinq molécules du tableau ci-dessous. → à coller

2. Explique les géométries obtenues à l'aide du modèle du document 1 et des représentations de Lewis. molécule

Représentation De Lewis

Représentation 3D Dessine et qualifie la figure géométrique obtenue

Dioxyde de Carbone CO2

Méthane CH4

Eau

Ammoniac NH3

Méthanal CH2O