Schéma de Lewis et géométrie des molécules | Physique-Chimie | Première spécialité
Dernière mise à jour : 16 juin 2026
1. Rappelle ce que sont les électrons de valence. (1 pt)
2. Énonce la règle du duet et la règle de l'octet. (2 pts)
3. Combien de liaisons forment le carbone, l'azote et l'oxygène ? Justifie. (3 pts)
1. Les électrons de valence sont les électrons de la couche externe de l'atome ; ils interviennent dans les liaisons.
2. Duet : H cherche à s'entourer de 2 électrons (comme l'hélium). Octet : C, N, O, F… cherchent à s'entourer de 8 électrons.
3. Nombre de liaisons \(=8-\)(électrons de valence) : C → \(8-4=4\) liaisons ; N → \(8-5=3\) ; O → \(8-6=2\).
L'ammoniac \(NH_3\) est un gaz utilisé dans les engrais et la réfrigération.
1. Compte le nombre total d'électrons de valence et déduis le nombre de doublets. (2 pts)
2. Établis le schéma de Lewis : nombre de doublets liants et de doublets non liants. (3 pts)
3. Vérifie que chaque atome respecte la règle du duet ou de l'octet. (1 pt)
4. En appliquant le modèle VSEPR, donne la géométrie de la molécule et l'ordre de grandeur de l'angle. (2 pts)
1. Total : \(5+3\times1=8\) e⁻, soit 4 doublets.
2. N central forme 3 liaisons \(N-H\) (3 doublets liants) ; il reste 1 doublet non liant sur l'azote.
3. Chaque H a 2 électrons (duet) ; N a 3 liants + 1 non liant = 8 électrons (octet). ✔
4. Autour de N : 4 doublets (3 liants + 1 non liant) → géométrie pyramidale, angle ≈ 107° (légèrement inférieur à 109° à cause du doublet non liant).
On considère le dioxyde de carbone \(CO_2\) (gaz à effet de serre) et l'eau \(H_2O\).
1. Pour chaque molécule, indique le nombre de doublets liants et non liants autour de l'atome central. (3 pts)
2. Déduis-en la géométrie de chacune et l'angle approximatif. (2 pts)
3. Explique en une phrase pourquoi \(CO_2\) est linéaire alors que \(H_2O\) est coudée. (1 pt)
1. \(CO_2\) : C porte 2 doublets liants (2 doubles liaisons), 0 non liant. \(H_2O\) : O porte 2 doublets liants et 2 doublets non liants.
2. \(CO_2\) → linéaire, 180°. \(H_2O\) → coudée, ≈ 104°.
3. Le carbone de \(CO_2\) n'a pas de doublet non liant (les 2 zones se placent à l'opposé → linéaire), tandis que l'oxygène de l'eau porte 2 doublets non liants qui repoussent les liaisons et ferment l'angle.