UE1- Chimie [Hybridation sp2, sp3]

[avaats]

Salut, je m'entraînais avec des QCM et je me suis rendu compte qu'il y avait des choses que je  n'avais pas totalement compris. 

Le QCM était:

A propos de la molécule SH₂, indiquez le caractère vrai ou faux des affirmations suivantes :

A- Elle est hybridé sp2 (Faux: Elle est hybridée sp3. L'atome S possède 2 liaisons covalentes (avec les hydrogènes) et 2 doublets non liants = sp3.)

B- Elle possède un angle de liaison inférieur à 109°28'. (Vrai)

C- Elle est de géométrie linéaire. (Faux: Elle est coudé)

D- Elle est polaire (Vrai)

E- Il suffit d’une différence d’électronégativité entre les atomes pour rendre une molécule polaire (Faux: La géométrie de la molécule impacte le moment dipolaire.)

 

Voilà, les seuls questions que j'ai compris étaient la D et la E (même si je ne voit pas d'exemple où la géométrie de la molécule impacterai sa polarité) 

Dans la question A, je ne comprend enfaîte rien. C'est quoi la différence entre sp2 et sp3, et comment on sait qu'une molécule est hybridé. La seul chose que j'ai compris dans l'hybridation, c'est qu'on déplaçait des électrons d'une couche à une autre pour rendre des liaison possible, ou un truc comme ça. 

J'ai trouvé ce schéma aussi:

Ensuite pour la question B, je ne vois absolument pas comment on fait pour connaître l'angle de liaison. 

Pour la C, je pense que j'ai simplement oublié comment déterminer la géométrie d'une molécule, et un petit rappel ne serait pas de trop. 

Et donc pour le reste, comme je l'ai dit plus tôt ce devrai aller.

 

Merci d'avance pour vos réponses.

[Amélithium]

Coucou @avaats ! 

 

Tu as des posts qui expliquent un peu comment faire, je te les mets là (cf le post du Référencement des Items Résolus Chimie) : 

 

 

Hybridation : 

- https://forum.tutoweb.org/topic/57090-poly-td-chimie/?tab=comments#comment-304668

- https://forum.tutoweb.org/topic/50391-structure-des-molécules/

 

(dans le deuxième lien tu as un tableau avec les différentes géométrie des molécules mais il y a des notions qui ne sont pas à votre programme ... je vais essayer de le refaire ce soir et je te le mettrai en dessous)

 

Et je t'explique de suite pour le reste ! 

[Amélithium]

• Item A :

On te parle de SH2, donc il faut que tu commences par la dessiner, pour cela il faut tjrs commencer par trouver les couches externes de tous les atomes de la molécule. 

Ici on a : 

S : 3s² 3p4

H : 1s²

Ensuite tu dessines tes OA avec tes e- dedans : 

Tu sais que généralement (le cas le plus classique), une liaison se fait par la mise en commun de 2 e- célib, chacun étant apporté par les atomes de la liaison. 

S possède 2 e- célib et chacun des H 1 seul donc l'e- d'un H va être mis en commun avec un des e- célib du S et l'autre va aller avec l'autre H pour former la 2ème liaison. 

Donc si tu dessines ta molécule, tu as le S qui porte 2 doublets non liants (DNL, en gris) et qui fait 2 liaisons avec chacun des H.

Est-ce que ça c'est clair ?

 

Un moyen simple de trouver l'hybridation (j'ai trouvé l'astuce l'année dernière et ça marche à tous les coups !) c'est que pour trouver l'hybridation d'un atome, il faut que tu comptes le nb de doublets non liants (que possède l'atome d'intérêt) ET d'atomes liés à ton atome d'intérêt. Le nombre que tu trouves (nb de DNL et atomes confondus) correspond au nombre de lettres de l'hybridation. 

Ici pour trouver l'hybridation du S : S possède 2 DNL et est lié à 2 H donc tu fais la somme : 2 + 2 = 4. Donc tu auras 4 lettres dans l'hybridation : s p p p --> hybridation sp³ !

Est-ce que tu comprends comment on trouve l'hybridation ? Il faut juste penser à bien tout dessiner, les liaisons mais aussi les DNL. 

L'hybridation d'une molécule correspond à l'hybridation de l'atome central. Ici S est hybridé sp³ donc SH2 est hybridé sp³ ! 

 

• Item B :

Dans un des posts du dessus je crois que j'explique comment on trouve les angles, les formes des moélcules etc ...

Du coup là on a une hybridation sp³ donc c'est à dire que c'est comme si tu as le S au centre d'un tétraèdre et les 2 H à 2 des sommets du tétraèdre et idem pour les DNL. Du coup dans la théorie, l'angle des liaisons fait 109°28' (à condition que tu n'aies que des atomes). SAUF que là tu as 2 DNL ... et les DNL ferment les angles de liaison donc tu auras un angle de liaison qui sera inférieur à 109°28' à cause des DNL !

 

• Item C :

Là il faut arriver à voir dans l'espace ...

Il faut que tu visualises le tétraèdre et pour trouver la géométrie de la molécule, il faut que tu te concentres sur les atomes (sans prendre en compte les DNL) mais ils sont bien présents donc ils donnent une forme particulière à la molécule.

Ici du coup tu peux voir (dessin de l'item A) que la molécule est coudée et pas linéaire.

 

• Item D :

Une molécule est polaire si elle possède un moment dipolaire non nul.

Ici tu sais que S est plus EN que H donc le S va attirer les e- de la liaison et donc tu vas avoir un vecteur qui se dirige vers le S, dans la direction parallèle à la liaison et ça pour les 2 liaisons (vecteurs bleus de même intensité car on a la même différence d'EN pour les 2 liaisons). Pour savoir si le moment dipolaire est nul ou non il faut "additionner" les vecteurs (mais attention à prendre en compte les directions dans l'espace) et là tu obtiens le vecteur bleu clair comme résultante et donc tu as un moment dipolaire non nul --> et donc une molécule polaire ! 

• Item E :

Le CO2 possède des liaisons polarisées (O plus EN que C) mais sa géométrie linéaire fait que les 2 vecteurs s'annulent donc la molécule n'est pas polaire (elle est apolaire).

 

il y a une heure, avaats a dit :

J'ai trouvé ce schéma aussi:

Pour moi ne te casse pas la tête avec ce schéma ... Retiens ma phrase, c'est mieux je trouve (surtout que là tu n'as pas tous les cas possibles ...)

 

Est-ce que tu as des questions ?

 

[avaats]

Ok c'est super bien expliqué merci ! 

Par contre, je pense que l'item C est bien expliqué pour répondre à la question, mais je comprend vraiment pas le principes d'angle et le rapport avec les DNL, si tu pouvais approfondir sur ce point ce serai super. Merci beaucoup en tout cas, c'est très clair

[Amélithium]

@avaats Pas de soucis je suis là pour ça ! 

Je m'occupe de refaire le tableau que je t'ai parlé et je te réponds en détail dans 30 min à peu près

Avec plaisir !

[avaats]

D'accord merci beaucoup. 

Aussi, je mets ça là pour ceux qui verront ma question, mais en cherchant un peu j'ai retrouvé un site qui expliquait comment on pouvait deviner la géométrie d'une molécule en fonction de ses liaisons (doublet liant, ou non liant) et je trouve que c'est asse bien expliqué et détaillé (et il y a des représentations 3D) donc si ça peut servir à quelqu'un:

http://webphysique.fr/geometrie-molecule/

Si tu veux témoigner de la véridicité de ce que dit le site, c'est avec plaisir. 

[Amélithium]

Voilà le bébé : 

(C'est pas très net je suis désolée du coup je l'ai mis en PDF à la fin)

Dans ce tableau, je t'ai mis toutes les possibilités que vous pourrez avoir, avec en plus des exemples (qui ne sont pas à connaitre mais c'est si vous voulez vous entrainer (ça peut aussi tomber à l'épreuve mais il faut connaitre le raisonnement et pas l'apprendre par cœur)).

Vous avez les légendes des couleurs en bas. 

Pour SH2, tu es d'accord avec moi, on a 4 "trucs" autour de l'atome central : 2 DNL et 2 atomes. Donc on est dans la ligne avec le 4 du coup. 

Je t'ai dit que quand tu as 4 trucs autour de l'atome central, pour que chaque élément soit éloigné le plus possible des autres, dans l'espace ça se réparti dans un tétraèdre. T'arrives à visualiser comment c'est dans l'espace avec l'image ? Et du coup avec cette configuration l'angle que tu as entre un atome-l'atome central-autre atome est de 109°28' exactement. 

Maintenant si tu remplaces un atome par un DNL, tu seras tjrs dans ton tétraèdre mais visuellement ta molécule correspond à une pyramide à base trigonale. 

Et la règle a connaitre par cœur c'est que les DNL ferment les angles de liaisons. C'est compliqué à comprendre je sais ... en gros c'est comme si les DNL étaient plus volumineux que les autres atomes (oui c'est pas très logique) et que vu qu'ils prennent plus de place, ils vont "s'étaler" et du coup refermer les angles en rapprochant les atomes du bas sur le dessin. Du coup tes angles de liaisons seront légèrement inférieur à 109°28'.

Et du coup si tu as 2 DNL, alors tes 2 DNL referment encore plus les angles que tu t'en avais qu'un seul du coup tu auras des angles de liaison bien inférieur à 109°28'.

 

Est-ce que c'est plus clair ?

 

Tableau géométrie des molécules Chimie PASS.pdf

[avaats]

Je pense que ce que je n'avais pas compris c'était le terme "fermer les liaisons", mais ducoup tout est clair, j'ai tout compris, merci pour ton aide!

[Amélithium]

Ah mince désolée @avaats ...

Super ! Avec plaisir ! 

[avaats]

Ne t'excuses pas tu as très bien répondu