Exercice n°1

1.  Etablir les structures électroniques des atomes suivants : 7N, 1H, 6C, 14Si, 8O, 5B, 9F, 16S, 15P, 17Cl, 53I.

2.  En déduire les formules de Lewis puis les types VSEPR et les géométries des molécules et ions suivants. On fera un schéma afin de justifier les géométries et on discutera de l avaleur des angles entre les liaisons.

a- NH3.

b- CH4.

c- SiO2.

d- BF3.

e- H3O+.

f- PCl5.

g- SF6.

h- ICl3.

i- NH4+.

 

 

Corrigé

1.  Structures électroniques :

1H : 1s1. Monovalent.

5B : 1s2 2s2 2p1 mais pour expliquer la trivalence du bore on doit admettre qu’il est dans un autre état de valence : 1s2 2s1 2p2   

6C : 1s2 2s2 2p2 mais pour expliquer la tétravalence du carbone on doit admettre qu’il est dans un autre état de valence : 1s2 2s1 2p3   

7N : 1s2 2s2 2p3. Trivalent avec un doublet non liant externe.

8O : 1s2 2s2 2p4. Divalent avec deux doublets non liants externes.

9F : 1s2 2s2 2p5 . Monovalent avec trois doublets non liants externes.

14Si : 1s2 2s2 2p6 3s² 3p² mais pour expliquer la tétravalence du silicium on doit admettre qu’il est dans un autre état de valence : 1s2 2s2 2p6 3s1 3p3    

15P : 1s2 2s2 2p6 3s² 3p3. Trivalent avec un doublet non liant externe. Il peut être dans un autre état de valence pour être pentavalent, un des électrons de l’orbitale 3s passant dans une autre orbitale vide.

16S : 1s2 2s2 2p6 3s² 3p4. Divalent avec deux doublets non liants externes. Il peut être hexavalent en passant dans un autre état de valence.

17 Cl : 1s2 2s2 2p6 3s² 3p5. Monovalent avec trois doublets non liants externes.

53I : 1s2 2s2 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p5 Monovalent avec trois doublets non liants externes. Il peut être dans un autre état de valence pour être trivalent : 1 doublet s’est scindé en deux électrons célibataires.

 

2.   Formules de Lewis et géométries :

a- type AX3E1 donc géométrie pyramidale. Le doublet non liant repousse plus que les doublets liants : les angles entre les liaisons sont inférieurs à 109°28’.

b- Type AX4 donc géométrie tétraédrique. Angles de 109°28’.

c- Type AX2 donc molécule linéaire comme la représentation de Lewis. Angles de 180°.

d- Type AX3 donc géométrie trigonale plane : Angles de 120°.

e- Type AX3E1 donc géométrie pyramidale. La liaison entre H+ et H2O s’est faite par coordinence. Le doublet non liant repousse plus que les doublets liants : les angles entre les liaisons sont inférieurs à 109°28’.

 

f- Type AX5 donc géométrie en bipyramide trigonale. Les angles antre liaisons dans le même plan (en rouge) sont de 120° et les angles entre liaisons vertes et rouges sont de 90°.

g- Type AX6 donc géométrie octaédrique.  Les angles sont égaux à 90°. Le soufre est dans un autre état de valence pour être hexavalent.

h- Type AX3E2 donc géométrie en « T ».   Les angles sont égaux à 90°. L’iode est dans un autre état de valence pour être trivalent.

i- Type AX4 donc géométrie tétraédrique.   Angles de 109°28’.