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Définition du domaine électronique et théorie VSEPR

Définition du domaine électronique et théorie VSEPR

En chimie, le domaine des électrons désigne le nombre de paires isolées ou d'emplacements de liaisons autour d'un atome particulier dans une molécule. Les domaines électroniques peuvent également être appelés groupes d'électrons. L'emplacement de la liaison est indépendant du fait que la liaison soit simple, double ou triple.

Points à retenir: Domaine Electron

  • Le domaine électronique d'un atome est le nombre de paires isolées ou d'emplacements de liaisons chimiques qui l'entourent. Il représente le nombre d'emplacements susceptibles de contenir des électrons.
  • En connaissant le domaine électronique de chaque atome d’une molécule, vous pouvez prédire sa géométrie. Ceci est dû au fait que les électrons se répartissent autour d'un atome pour minimiser la répulsion entre eux.
  • La répulsion des électrons n'est pas le seul facteur qui affecte la géométrie moléculaire. Les électrons sont attirés par les noyaux chargés positivement. Les noyaux, à leur tour, se repoussent.

Théorie De Répulsion De Paire D'électrons De Valence

Imaginez lier deux ballons aux extrémités. Les ballons se repoussent automatiquement. Ajoutez un troisième ballon et la même chose se produit de sorte que les extrémités liées forment un triangle équilatéral. Ajoutez un quatrième ballon et les extrémités liées se réorientent en une forme tétraédrique.

Le même phénomène se produit avec les électrons. Les électrons se repoussent les uns les autres. Ainsi, lorsqu'ils sont placés les uns à côté des autres, ils s'organisent automatiquement en une forme qui minimise les répulsions entre eux. Ce phénomène est décrit sous le nom de VSEPR, ou répulsion de paires d'électrons à coquilles de valence.

Le domaine électronique est utilisé dans la théorie VSEPR pour déterminer la géométrie moléculaire d'une molécule. La convention est d'indiquer le nombre de paires d'électrons de liaison par la lettre majuscule X, le nombre de paires d'électrons solitaires par la lettre majuscule E et la lettre majuscule A pour l'atome central de la molécule (AXnEm). Lors de la prédiction de la géométrie moléculaire, n'oubliez pas que les électrons tentent généralement de maximiser la distance les uns par rapport aux autres, mais ils sont influencés par d'autres forces, telles que la proximité et la taille d'un noyau chargé positivement.

Par exemple, CO2 a deux domaines d'électrons autour de l'atome de carbone central. Chaque double liaison compte pour un domaine d'électrons.

Relier les domaines électroniques à la forme moléculaire

Le nombre de domaines d'électrons indique le nombre d'endroits où vous pouvez vous attendre à trouver des électrons autour d'un atome central. Ceci, à son tour, concerne la géométrie attendue d'une molécule. Lorsque l'arrangement de domaine électronique est utilisé pour décrire autour de l'atome central d'une molécule, il peut être appelé la géométrie du domaine électronique de la molécule. La disposition des atomes dans l'espace est la géométrie moléculaire.

Voici des exemples de molécules, leur géométrie de domaine électronique et leur géométrie moléculaire:

  • HACHE2 - La structure de domaine à deux électrons produit une molécule linéaire avec des groupes d'électrons séparés de 180 degrés. Un exemple de molécule avec cette géométrie est CH2= C = CH2, qui a deux H2Les liaisons C-C forment un angle de 180 degrés. Dioxyde de carbone (CO2) est une autre molécule linéaire constituée de deux liaisons O-C distantes de 180 degrés.
  • HACHE2E et AXE2E2 - S'il existe deux domaines d'électrons et une ou deux paires d'électrons isolés, la molécule peut avoir une géométrie courbée. Les paires d'électrons isolés apportent une contribution majeure à la forme d'une molécule. S'il y a une seule paire, le résultat est une forme plane trigonale, tandis que deux paires uniques produisent une forme tétraédrique.
  • HACHE3 - Le système à trois électrons décrit une géométrie planaire trigonale d'une molécule où quatre atomes sont disposés pour former des triangles les uns par rapport aux autres. Les angles totalisent 360 degrés. Un exemple de molécule avec cette configuration est le trifluorure de bore (BF3), qui possède trois liaisons F-B, formant chacune un angle de 120 degrés.

Utilisation de domaines électroniques pour rechercher la géométrie moléculaire

Pour prédire la géométrie moléculaire à l'aide du modèle VSEPR:

  1. Esquissez la structure de Lewis de l'ion ou de la molécule.
  2. Disposez les domaines électroniques autour de l'atome central pour minimiser la répulsion.
  3. Comptez le nombre total de domaines électroniques.
  4. Utilisez la disposition angulaire des liaisons chimiques entre les atomes pour déterminer la géométrie moléculaire. Gardez à l'esprit que plusieurs liaisons (c'est-à-dire des doubles liaisons, des triples liaisons) comptent comme un domaine d'électrons. En d'autres termes, une double liaison est un domaine, pas deux.

Sources

Jolly, William L. "Chimie inorganique moderne." Collège McGraw-Hill, 1er juin 1984.

Petrucci, Ralph H. "Chimie générale: principes et applications modernes." F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura et coll., 11e édition, Pearson, 29 février 2016.