L’atome le plus électronégatif porte une charge partielle négative δ⁻ et l’autre une charge partielle positive δ⁺.

QCM réalisé avec le logiciel Questy

Pour s’auto-évaluer

AIDE

Réactions acido-basiques : 

La notation AH / A^–

-  L’acide AH et sa base conjuguée A^– forment un couple acide-base noté AH / A^–.

-  Il est possible de passer d’un à l’autre par transfert d’un ion hydrogène.

-  Écriture de la demi-équation du couple acide-base :

-  Espèce amphotère :

-  Une espèce amphotère est à la fois l’acide d’un couple et la base d’un autre couple.

-  Exemple :

Les solutions aqueuses acides et basiques :

-  On solution aqueuse, l’ion hydrogène s’associe à une molécule d’eau pour former l’ion oxonium H₃O⁺.

-  Solutions aqueuse acides :

La transformation chimique ou réaction chimique :

-  Une transformation chimique a lieu chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique apparaît ou chaque fois qu’une nouvelle espèce chimique disparaît.

-  Au cours d’une transformation chimique :

-  Les espèces chimiques qui disparaissent sont appelées les réactifs et les espèces chimiques qui apparaissent sont appelées les produits.

-  Certaines espèces chimiques présentent peuvent ne pas participer à la réaction.

-  On parle d’espèces spectatrices.

-  Certains réactifs peuvent être en excès et d’autres en défaut.

-  Le réactif en excès n’est pas totalement consommé.

-  Un système chimique est un ensemble d’espèces chimiques.

-  Son état est caractérisé par :

-  La nature et la quantité des espèces chimiques qui le composent

-  Les paramètres physiques : la pression P, la température θ, l’état physico-chimique des espèces chimiques (solide, liquide, gazeux, ions en solution).

Équation bilan de la réaction :

-  Une équation chimique respecte :

-  La conservation des éléments chimiques

-  La conservation de la charge

CaCO₃ (s) + 2 H⁺ (aq) → CO₂ (g) + H₂O (ℓ) + Ca²⁺ (aq)

-  Cℓ^– (aq) ne participe pas à la réaction chimique

-  Les ions chlorure Cℓ^– (aq) sont des ions spectateurs.

-  Ils n’apparaissent pas dans l’équation bilan de la réaction.

-  Ils assurent la neutralité électrique du mélange réactionnel

Masse volumique d’une espèce chimique :

-  La masse volumique est la masse par unité de volume :

 -  Quantité de matière :

Les solutions aqueuses :

-  Une solution aqueuse est obtenue par dissolution d’un soluté dans l’eau.

-  L’espèce dissoute est le soluté

-  L’eau est le solvant.

-  Solution aqueuse de chlorure de sodium :

-  La solution aqueuse de chlorure de sodium est obtenue par dissolution de chlorure de sodium cristal ionique solide dans l’eau

-  On obtient une solution aqueuse qui contient des ions sodium et des ions chlorure.

-  Le chlorure de sodium est le soluté et l’eau le solvant.

-   La solution aqueuse obtenue : Solution aqueuse de chlorure de sodium (Na⁺ (aq) + Cℓ^– (aq))

-  Concentration de la solution :

-  C = [Na⁺] = [Cℓ^–]

-  On distingue :

-  La concentration en masse :

-  La concentration molaire (volumique) ou concentration en quantité de matière :

-  Relation :

-  dans le cas présent :

-  Concentration molaire ou concentration en quantité de matière :

-   

-  C = [Na⁺] = [Cℓ^–] ≈ 0,20 mol . L^–1.

-  Il ne faut pas confondre la concentration en masse t et la masse volumique ρ :

-  Dans la concentration en masse t : V représente le volume de la solution.

-  Dans la masse volumique ρ : V représente le volume de l’espèce chimique.

Schéma de Lewis :

Schéma de Lewis d’un atome :

-  Il permet de représenter la structure électronique externe d’un atome.

-  Règles :

-  Chaque atome est scindé formellement en deux :

-  Le noyau et les électrons des couches internes sont représentés par le symbole de l’élément chimique.

-  Les électrons de valence sont représentés par

-  des points (●) s’ils sont célibataires

-  ou par un tiret (–) s’ils forment un doublet.

-  Remarque :

-  On admet :

-  Que jusqu’à 4 électrons de valence, l’atome est entouré d’électrons célibataires ;

-  Qu’au-delà, les électrons supplémentaires s’ajoutent aux électrons célibataires pour former des doublets.

-  Schéma de Lewis des premiers atomes :

Schéma de Lewis d’une molécule.

-  Le schéma de LEWIS précise l’enchaînement des atomes et la position des doublets liants et non liants.

-  Dans le schéma de LEWIS d’une molécule :

-  Le symbole de l’élément représente le noyau de l’atome et les électrons internes,

-  Chaque doublet d’électrons externes est figuré par un tiret.

-   On distingue les doublets liants et les doublets non liants :

-  Un doublet liant est représenté par un tiret entre les symboles de deux atomes,

-  Un doublet non liant est représenté par un tiret situé autour du symbole d’un atome auquel il appartient.

-  Une liaison simple est notée A – B, une liaison double A = B et une liaison triple A ≡ B.

Schéma de Lewis de la molécule d’ammoniac :

-  L’élément azote N : Z = 7 ; 2^e période et 15^e colonne :

-  Configuration électronique : 1s² 2s² 2p³ : 5 électrons de valence.

-  Schéma de Lewis de l’atome :

-  Il possède 3 électrons célibataire et un doublet d’électrons.

-  Il peut mettre en commun 3 électrons pour acquérir une configuration électronique de valence en octet.

-  L’élément hydrogène H : Z = 1 ; 1^e période et 1^e colonne

-  Configuration électronique : 1s¹ : 1 électron de valence

-  Schéma de Lewis de l’atome :

-  Il possède 1 électron célibataire.

-  Chaque atome d’hydrogène va mettre en commun 1 électron avec l’atome d’azote.

-  Chaque atome d’hydrogène respecte ainsi la règle du Duet.

Schéma de Lewis de la molécule d’ammoniac :

-  L’atome d’azote possède 3 doublets liants et un doublet non liant.

-  L’atome d’hydrogène possède 1 doublet liant.

-  La molécule d’ammoniac possède 4 doublets (3 doublets de liaisons et un doublet non liant)

Application : Schéma de Lewis de la molécule de CO₂.

-  Configuration électronique de l’atome d’oxygène : 1s²2s²2p⁴

-  Il possède 6 électrons sur sa couche électronique de valence (2s²2p⁴)

-  Il peut mettre en commun 2 électrons pour acquérir une configuration électronique de valence en octet.

-  Configuration électronique de l’atome de carbone : 1s²2s²2p²

-  Il possède 4 électrons sur sa couche électronique de valence (2s²2p²)

-  Il peut mettre en commun 4 électrons pour acquérir une configuration électronique de valence en octet.

-  Chaque atome d’oxygène va mettre en commun deux électrons avec l’atome de carbone.

-  Chaque atome d’oxygène est doublement lié à l’atome de carbone.

-  Chaque atome respecte ainsi la règle de l’octet.

-  Remarque :

-  Généralement :

-  Un atome forme autant de liaisons qu’il a d’électrons célibataires sur l’atome central.

-  L’atome central est souvent celui qui peut former le plus de liaisons.

Valence d’un atome :

-  Un atome forme autant de liaisons qu’il a d’électrons célibataires sur l’atome central

-  L’atome d’hydrogène ne peut former qu’un doublet liant ()

-  Les atomes de carbone peuvent former 4 doublets liants ()

-  L’atome d’azote peut former 3 doublets liants et il possède 1 doublet non liant  ():

-  L’atome d’oxygène peut former 2 doublets liants et il possède 2 doublets non liants ().

Diméthylformamide :

-  Nom : N, N-diméthylformamide ou N, N-diméthylméthanamide

Modèle moléculaire :

-  Formule semi-développée :

-  Schéma de Lewis :

Les différentes représentations d’une molécule :

-  La formule développée :

-  Toutes les liaisons chimiques sont représentées :

-  Cas du butane :

-  Cette représentation est rapidement difficile à manipuler quand la chaîne carbonée est importante.

-  La formule semi-développée :

-  Elle fait apparaitre la chaîne carbonée

-  Elle ne fait pas apparaitre les liaisons entre les atomes d’hydrogène et les autres atomes.

-  Le butane :

CH₃ –  CH₂ – CH₂ –  CH₃

ou

-  La formule topologique :

-  La chaîne carbonée est représentée sous forme d’une ligne brisée.

-  Les atomes de carbone C et d’hydrogène H ne sont pas représentés.

-  Les autres atomes sont représentés (O, N,…)

-  Le butane :

- Acide 2- hydroxybutanedioïque

-  Formule semi-développée :

Acide 2- hydroxybutanedioïque

-  Formule développée :

-  Schéma de Lewis :

Polarisation d’une liaison :

-  Échelle d’électronégativité de Pauling :

Les notations :

-  La polarisation de la liaison peut être décrite par la donnée des charges partielles :

-  On écrit : q = δ . e

-  La charge δ . e est portée par l’atome de moins électronégatif et est notée :

-  La charge – δ . e est portée par l’atome de plus électronégatif et est notée :

-  Représentation : cas de la molécule de chlorure d'hydrogène HCℓ

-  Une liaison covalente est polarisée lorsque les deux atomes liés ont des électronégativités différentes.

-  La détermination de la polarisation d’une liaison A – B se fait en attribuant à l’atome le plus électronégatif une charge partielle négative et à l’atome le moins électronégatif une charge partielle positive .

-  Plus la différence d’électronégativité est importante entre les atomes liés, plus la liaison est polarisée et plus les charges partielles portées par les atomes sont élevées.

-  On considère qu’une liaison chimique n’est pas polarisée si la différence d’électronégativité entre les deux atomes est inférieure à 0,4

Cas de la liaison C – H.

-  Les électronégativités des atomes de carbone C (2,5) et d’hydrogène H (2,2) sont assez voisines.

-  En chimie organique, on considère que la liaison C – H est non polarisée

-  On considère qu’une liaison chimique n’est pas polarisée si la différence d’électronégativité entre les deux atomes est inférieure à 0,4.

-  En conséquence :

-  La liaison C – H est non polarisée

-  La liaison C – O est polarisée

-  La liaison H – O est polarisée

- La liaison N – O est polarisée

-  La liaison C – N est polarisée

- La liaison H – N est polarisée

Molécule de méthanol :

- Schéma de Lewis de la molécule de méthanol :

-  Polarisation des liaisons :

-     L’électronégativité χ d’un atome traduit sa capacité à attirer le doublet d’électrons d’une liaison covalente dans laquelle il est engagé.

-   Une liaison A – B est polarisée si χ_A – χ_B ≥ 0,4

-     Si cette condition est vérifiée :

-  Alors, il apparaît une charge partielle négative  sur l’atome A et une charge partielle positive sur l’atome B.

-     Représentation :