Interrogation — Ch03 : Schéma de Lewis et géométrie des molécules

Première générale | Physique-Chimie | Durée : 30 min | /20

Dernière mise à jour : 21 juin 2026

Nom : _______________ Prénom : _______________ Date : __________

Exercice 1 — Électrons de valence et liaisons (4 pts)

Complète le tableau suivant. Rappel : pour les atomes de la 2ᵉ période, le nombre de liaisons vaut \(8-\) (nombre d'électrons de valence) ; l'hydrogène forme 1 liaison (règle du duet).

Atome	H	C	N	O
Électrons de valence	1	4	5	6
Nombre de liaisons	……	……	……	……

Exercice 2 — Duet ou octet ? (3 pts)

On considère la molécule de chlorure d'hydrogène \(HCl\) (Cl : 7 électrons de valence).

Quelle règle suit l'atome d'hydrogène ? Quelle règle suit l'atome de chlore ? (1,5 pt)
Le chlore forme 1 liaison covalente avec H. Combien de doublets non liants porte-t-il alors ? (1,5 pt)

Exercice 3 — Type de liaison (3 pts)

Indique le type de liaison (simple, double ou triple) entre les deux atomes de chaque molécule, et justifie à partir du nombre de liaisons attendu par atome.

Molécule	\(H_2\)	\(O_2\)	\(N_2\)
Type de liaison	…………	…………	…………

Exercice 4 — Schéma de Lewis de l'ammoniac (5 pts)

On étudie la molécule d'ammoniac \(NH_3\) (N : 5 électrons de valence, H : 1 électron de valence).

Calcule le nombre total d'électrons de valence, puis le nombre de doublets. (2 pts)
Indique le nombre de doublets liants et le nombre de doublets non liants autour de l'azote. (2 pts)
Vérifie que chaque atome respecte la règle du duet ou de l'octet. (1 pt)

Exercice 5 — Géométrie VSEPR (5 pts)

Pour chacune des molécules ci-dessous, on s'intéresse à l'atome central (souligné).

Molécule	Doublets liants	Doublets non liants	Géométrie	Angle approché
\(C\!O_2\) (C)	……	……	……………	……
\(H_2\!O\) (O)	……	……	……………	……
\(CH_4\) (C)	……	……	……………	……

Complète le tableau (4 pts).
Pourquoi la molécule d'eau est-elle « coudée » et non linéaire comme \(CO_2\) ? (1 pt)

Correction détaillée

Exercice 1 (4 pts). 1 pt par case correcte.

Atome	H	C	N	O
Électrons de valence	1	4	5	6
Nombre de liaisons	1	4	3	2

H : duet → 1 liaison. C : \(8-4=4\). N : \(8-5=3\). O : \(8-6=2\).

Exercice 2 (3 pts).

a) H suit la règle du duet (il s'entoure de 2 électrons) ; Cl suit la règle de l'octet (8 électrons). (1,5 pt)

b) Cl a 7 électrons de valence ; il en partage 2 dans la liaison \(H-Cl\) (1 doublet liant). Il lui reste \(7-1=6\) électrons propres, soit \(6/2=3\) doublets non liants. (1,5 pt)

Exercice 3 (3 pts). 1 pt par molécule.

\(H_2\) : 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 (\(N\equiv N\)).

Exercice 4 (5 pts).

a) Total : \(5+3\times1=8\) électrons de valence, soit \(8/2=4\) doublets. (2 pts)

b) L'azote central forme 3 liaisons \(N-H\) (3 doublets liants). Il reste \(4-3=1\) doublet, qui est non liant sur l'azote. (2 pts)

c) Chaque H est entouré de 2 électrons (duet ✔) ; l'azote a 3 doublets liants + 1 doublet non liant = 8 électrons (octet ✔). (1 pt)

Exercice 5 (5 pts).

a) Tableau complété (≈ 0,5 pt par case, total 4 pts) :

Molécule	Doublets liants	Doublets non liants	Géométrie	Angle
\(CO_2\) (C)	2	0	linéaire	180°
\(H_2O\) (O)	2	2	coudée	≈ 104°
\(CH_4\) (C)	4	0	tétraédrique	≈ 109°

(Pour \(CO_2\), les 2 doublets liants autour du C correspondent aux 2 doubles liaisons \(C=O\) : on compte 2 zones de répulsion.)

b) Autour de l'oxygène de \(H_2O\) il y a 4 doublets (2 liants + 2 non liants) qui se repoussent et s'écartent au maximum : les 2 liaisons \(O-H\) ne sont pas alignées, la molécule est coudée. Dans \(CO_2\), le carbone ne porte aucun doublet non liant : les 2 doubles liaisons se placent à l'opposé l'une de l'autre → géométrie linéaire. (1 pt)

Total : 4 + 3 + 3 + 5 + 5 = 20 points.