Schéma de Lewis et géométrie des molécules | Physique-Chimie | Première spécialité
Dernière mise à jour : 16 juin 2026
Donne le nombre d'électrons de valence et le nombre de liaisons formées par les atomes : H, C, N, O, Cl.
H : 1 e⁻ → 1 liaison (duet) ; C : 4 e⁻ → 4 liaisons ; N : 5 e⁻ → 3 liaisons ; O : 6 e⁻ → 2 liaisons ; Cl : 7 e⁻ → 1 liaison.
Dans la molécule de chlorure d'hydrogène \(HCl\), quelle règle suit l'atome d'hydrogène ? Quelle règle suit le chlore ? Combien de doublets non liants porte le chlore ?
H suit la règle du duet (2 e⁻) ; Cl suit la règle de l'octet. Cl forme 1 liaison liante (1 doublet) et porte donc \( (8-2)/2 = 3\) doublets non liants.
Construis le schéma de Lewis du méthane \(CH_4\). Compte d'abord les électrons de valence, puis indique le nombre de doublets liants et non liants.
Total : \(4+4\times1=8\) e⁻ = 4 doublets. C central forme 4 liaisons \(C-H\) (4 doublets liants), aucun doublet non liant. Chaque H : duet ; C : octet. ✔
Pour le dioxygène \(O_2\), le diazote \(N_2\) et le dihydrogène \(H_2\), indique le type de liaison entre les deux atomes (simple, double ou triple) et justifie à partir du nombre de liaisons attendu.
\(H_2\) : H forme 1 liaison → liaison simple (\(H-H\)). \(O_2\) : O forme 2 liaisons → liaison double (\(O=O\)). \(N_2\) : N forme 3 liaisons → liaison triple (\(N\equiv N\)).
Pour chacune des molécules \(CO_2\), \(NH_3\) et \(H_2O\) : indique le nombre de doublets liants et non liants autour de l'atome central, puis déduis la géométrie et l'ordre de grandeur de l'angle.
\(CO_2\) : C porte 2 doublets liants (doubles liaisons), 0 non liant → linéaire, 180°. \(NH_3\) : N porte 3 liants + 1 non liant → pyramidale, ≈ 107°. \(H_2O\) : O porte 2 liants + 2 non liants → coudée, ≈ 104°.
L'eau (\(H_2O\)) doit ses propriétés exceptionnelles (solvant, polarité) à sa forme.
1. Établis le schéma de Lewis de l'eau en détaillant les étapes (électrons de valence, doublets liants et non liants). 2. En appliquant le modèle VSEPR, justifie pourquoi la molécule est coudée et non linéaire. 3. Le dioxyde de carbone \(CO_2\) est, lui, linéaire : explique la différence à l'aide des doublets non liants.
1. Électrons de valence : O (6) + 2×H (1) = 8 e⁻ = 4 doublets. O central forme 2 liaisons \(O-H\) (2 doublets liants) ; il reste 2 doublets non liants sur O. Chaque H : duet ; O : octet. ✔
2. Autour de O il y a 4 doublets (2 liants + 2 non liants) qui se repoussent et s'écartent au maximum (tendance tétraédrique). Les 2 liaisons \(O-H\) ne sont donc pas alignées : la molécule est coudée (angle ≈ 104°).
3. Dans \(CO_2\), le carbone central ne porte aucun doublet non liant : il n'y a que 2 zones de répulsion (les 2 doubles liaisons) qui se placent à l'opposé l'une de l'autre → géométrie linéaire (180°). C'est l'absence de doublets non liants sur le carbone qui distingue \(CO_2\) de l'eau.