| Modélisation micrsoscopique de l'évolution d'un système | |
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| QCM N°
			
			05 
			Modélisation 
			microscopique de l’évolution d’un système 
			
			L’interprétation microscopique des réactions chimiques 
			Les mécanismes 
			réactionnels. 
			La 
			modélisation des interactions entre entités. 
			Pour chaque 
			question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s). | |||||
|  | 
			Énoncé | 
			A | 
			B | 
			C | 
			R | 
| 
			1 | 
			Les chocs 
			entre entités  
			réactives : | 
			Sont  
			aléatoires | 
			Sont tous
			 
			efficaces
			 | 
			peuvent ne
			 
			pas conduire
			 
			aux produits
			 
			de la réaction | 
			AC | 
| 
			2 | 
			Pour que les 
			entités  
			réactives 
			conduisent  
			à un produit, 
			il faut que : | 
			Les entités
			 
			entrent en
			 
			collision | 
			Les chocs
			 
			soient  
			suffisamment
			 
			énergétiques | 
			Les 
			orientations  
			des entités
			 
			soient  
			favorables | 
			ABC | 
| 
			3 | 
			Les chocs 
			efficaces  
			entre les 
			entités : 
			 | 
			Augmente
			 
			avec la  
			température
			 
			du mélange
			 
			réactionnel | 
			Augmente
			 
			avec la  
			concentration
			 
			des réactifs | 
			Diminue  
			avec la  
			concentration
			 
			des réactifs | 
			AB | 
| 
			4 | 
			L’équation 
			d’une  
			réaction 
			chimique  
			modélise : | 
			
			Microscopiquement  
			la 
			transformation | 
			
			Macroscopiquement  
			la 
			transformation | 
			Un acte  
			élémentaire | 
			B | 
| 
			5 | 
			Un acte 
			élémentaire : | 
			Est un 
			processus  
			décrit au 
			niveau 
			
			 microscopique | 
			Est une étape
			 
			d’un mécanisme
			 
			réactionnel | 
			Est  
			décomposable | 
			AB | 
| 
			6 | 
			Un 
			intermédiaire  
			réactionnel : | 
			
			Figure dans  
			
			l’équation de  
			
			la réaction | 
			
			Est présent  
			
			dans le milieu  
			
			réactionnel  
			
			à l’état final | 
			
			Figure dans  
			
			le mécanisme  
			
			réactionnel | 
			C | 
| 
			7 | 
			Un 
			catalyseur : | 
			Modifie le
			 
			mécanisme
			 
			réactionnel | 
			Remplace une
			 
			étape lente 
			par  
			une succession
			 
			d’étapes plus
			 
			rapides | 
			Diminue en
			 
			général le
			 
			nombre  
			d’actes  
			élémentaires | 
			AB | 
| 
			8 | 
			La réaction 
			entre les  
			ions iodure 
			I– (aq) et peroxodisulfate S2O82– (aq) a 
			
			pour 
			équation :  
			2 I– 
			(aq) + S2O82– (aq)
			 
			→ I2 
			(aq) + 2 SO42– (aq) 
			Lorsqu’elle 
			est catalysée,  
			elle peut être 
			décomposée 
			en deux 
			étapes : 1 
			→ I2 
			(aq) + 2 CuI (s) 
			
			2 
			→ 2 Cu2+ 
			(aq)+ 2 I– (aq) 
			+ 2 SO42– 
			(aq) 
			On peut 
			affirmer que :  | 
			Les ions cuivre II 
			
			Cu2+ (aq) 
			catalysent la 
			réaction | 
			L’iodure
			 
			de cuivre II
			 
			CuI 
			(s)  
			catalyse
			 
			la réaction | 
			Les ions
			 
			iodure I– 
			(aq)  
			catalysent
			 
			la réaction
			 | 
			A | 
| 
			9 | 
			Dans la 
			molécule  
			de méthylamine
			 
			dont le schéma 
			de  
			Lewis et 
			modélisé  
			ci-dessous : 
 
			Données : 
			χ 
			(H) = 2,2 ; χ (C) 
			= 2,6 
			χ 
			(N) = 3,0 ; χ (O) 
			= 3,4  | 
			L’atome 
			d’azote est 
			un site donneur 
			de doublet 
			d’électrons | 
			L’atome de  
			carbone est
			 
			un site  
			donneur  
			de doublet  
			d’électrons | 
			L’atome de  
			carbone est
			 
			un site  
			accepteur  
			de doublet  
			d’électrons | 
			AC | 
| 
			10 | 
			Les flèches 
			courbes  
			tracées dans 
			l’équation  d’une étape d’un 
			mécanisme réactionnel : | 
			Modélisent le
			 
			mouvement  
			d’un doublet
			 
			d’électrons | 
			Sont orientées
			 
			du doublet  
			d’électrons
			 
			du site  
			donneur vers
			 
			le site accepteur
			 
			de doublet  
			d’électrons. | 
			Sont orientées
			 
			du doublet  
			d’électrons
			 
			du site  
			accepteur vers
			 
			le site donneur
			 
			de doublet  
			d’électrons. | 
			AB | 
| 
			11 | 
			L’ion cyanure 
			CN– réagit  
			en une seule 
			étape avec  
			le méthanal CH2O
			 
			pour donner 
			l’espèce  
			N 
			≡ C – CH2 – O–. 
			Cette étape peut 
			être  
			modélisée par : | 
 | 
			 | 
			 | 
			C | 
QCM 
réalisé avec le logiciel Questy
Pour s’auto-évaluer
Notion de choc efficace :
-    
Les entités d’un système sont en mouvement 
incessant, aléatoire et désordonné.
-    
Un système contient les entités
A 
et 
B.
-    
Obligatoirement les deux entités
A 
et 
B vont entrer en collision.
-    
Dans la théorie des collisions, ces chocs peuvent 
être à l’origine de réactions chimiques.
-    
On considère deux entités
A et
B 
entrant en collision.
-    
Choc 
élastique entre les entités 
A et
B 
entrant en collision :

-    
Les entités
A 
et 
B 
rebondissent l’une sur l’autre.
-    
Elles repartent dans d’autres directions et 
entrainent d’autres collisions.
-    
Il n’y a pas de réaction chimique.
-    
Choc 
efficace entre les entités 
A et
B 
entrant en collision 

-    
Le choc aboutit à la formation des entités
C 
et D.
-    
Dans ce cas, il se produit une réaction chimique.
-    
L’efficacité du choc est liée à son énergie qui 
dépend de la vitesse des entités 
A et
B 
entrant en collision, de leurs tailles, de leurs orientations, …
Concentration des réactifs :
-    
C’est un facteur cinétique
-    
L’évolution d’un système chimique est d’autant 
plus rapide que les concentrations des réactifs sont élevées.
-    
Ce résultat peut s’interpréter à l’échelle 
microscopique.
-    
Plus la concentration des réactifs est grande, 
plus la probabilité de rencontre est grande et plus il y a de chocs efficaces 
entre les entités chimiques et plus la transformation est rapide.
Température du milieu réactionnel :
-    
C’est un facteur cinétique
-    
Plus la température est élevée, plus
l’agitation thermique est grande, 
plus l’énergie cinétique des espèces chimiques sera importante et plus la 
vitesse des espèces chimiques sera grande.
-    
Il découle de ceci que le nombre de chocs 
efficaces entre les espèces chimiques augmente avec la température.
-    
Une augmentation de la température permet à la 
transformation chimique de se produire plus vite.
Acte élémentaire :
-    
Processus qui se déroule à l’échelle 
microscopique, en une seule étape : les réactifs sont directement transformés en 
produits.
Molécularité d'un acte élémentaire :
-    
La 
molécularité d'un acte élémentaire correspond au nombre d'entités 
participant en tant que réactifs à cet 
acte.
Mécanisme réactionnel :
-    
Ensemble des actes élémentaires permettant de 
rendre compte, à l’échelle microscopique, de la formation à l’échelle 
macroscopique, des produits à partir des réactifs.
Intermédiaire réactionnel :
-    
Entité produite au cours d’un acte élémentaire 
puis totalement consommée dans un autre.
Action d’un catalyseur :
-    
Un catalyseur accélère une réaction chimique en 
modifiant le mécanisme réactionnel.
-    
Il remplace une étape lente du mécanisme 
réactionnel par plusieurs étapes rapides.
-    
Il disparaît au cours du mécanisme réactionnel et 
est régénéré en fin de réaction.
-    
Il n’apparaît pas dans l’équation de la réaction.
Intermédiaire réactionnel et catalyseur :
-    
Il ne faut pas confondre intermédiaire 
réactionnel et catalyseur.
-    
Un 
intermédiaire réactionnel est produit
lors d’une des étapes du mécanisme réactionnel, puis totalement
consommé dans une autre étape.
-    
Alors qu’un
catalyseur est
consommé puis totalement
régénéré.
Électronégativité d’un élément chimique.
-    
L’électronégativité d’un élément traduit 
la tendance d’un atome A de cet élément à attirer le doublet d’électrons 
d’une liaison covalent qu’il forme avec un autre atome B.
-    
Plus un élément est électronégatif, plus il 
attire à lui le doublet d’électrons de la liaison covalent.
-    
L’électronégativité varie selon la place 
de l’élément dans la classification périodique, ceci à l’exception des gaz 
nobles. 
-    
Cette propriété est liée à la règle du duet 
et de l’octet.
Site donneur de doublet d’électrons :
-    
Dans un édifice, un atome porteur de doublet(s) 
non liant(s) ou porteur d’une charge électrique négative constitue un site 
donneur de doublet d’électrons.
-    
Une liaison multiple constitue aussi un site 
donneur de doublet d’électrons.
-    
Un site donneur de doublet d’électrons peut être 
un doublet non liant, une liaison polarisée ou une double liaison.
-    
Exemple :  L’ion 
hydroxyde : HO–
| Représentation 
			de Lewis | 
| 
						
						 | 
-    
L’atome d’oxygène 
-    
Possède trois 
doublets non liants et un doublet liant 
(il respecte la règle de l’octet).
-    
Il porte une charge électrique négative.
-    
C’est un site riche en électrons : 
c’est un site donneur de doublet d’électrons.
Site accepteur de doublet d’électrons :
-    
Dans un édifice, un atome porteur de charge 
électrique positive élémentaire (atome appauvri en électrons) constitue un site 
accepteur de doublet d’électrons.
-    
Un site accepteur de doublet d’électrons peut 
être un atome porteur d’une charge électrique positive, partielle ou non et / ou 
d’une lacune électronique.
-    
Exemple : L’ion hydrogène : H+
-    
L’ion hydrogène provient d’un atome d’hydrogène 
ayant perdu un électron.
-    
L’ion hydrogène H+ ne possède 
pas d’électron et porte une charge électrique positive.
-    
C’est un
site accepteur de doublet d’électrons.
-    
Il possède une lacune électronique : 
Mécanisme d’une réaction chimique :
-    
À l’échelle microscopique, le passage des 
réactifs aux produits peut nécessiter plusieurs réactions ou étapes.
-    
Ces étapes constituent le mécanisme réactionnel.
-    
L’étude de l’interaction entre sites donneur et 
accepteur de doublet d’électrons permet d’interpréter les étapes d’un mécanisme 
réactionnel.
Formalisme des flèches courbes :
| Site donneur :
   
			Doublet non liant | 
			La 
			
			flèche courbe (rouge), 
			orientée  
			du doublet non 
			liant de D 
			vers A,  
			représente le 
			mouvement du doublet d’électrons  
			mis en jeu lors 
			de l’interaction entre  
			le site donneur 
			de doublet d’électrons et  
			le site accepteur 
			de doublet d’électrons. 
			Elle permet 
			d’expliquer la formation  
			de la nouvelle 
			liaison D – A. | 
| 
			 | |
| 
			
			Site accepteur :  
			
			site appauvri  
			
			en électrons | 
| Site donneur :
   
			Liaison polarisée | 
			La 
			
			flèche courbe (rouge), 
			orientée  
			De la liaison 
			polarisée X – D 
			vers A,  
			représente le 
			mouvement du doublet d’électrons  
			mis en jeu lors 
			de l’interaction entre  
			le site donneur 
			de doublet d’électrons et  
			le site accepteur 
			de doublet d’électrons. 
			Elle permet 
			d’expliquer la rupture de la liaison  
			X 
			– D 
			et la formation de la 
			nouvelle liaison D – A. | 
| 
 | |
| 
			
			Site accepteur :  
			
			site appauvri  
			
			en électrons | 
| Site donneur :
   Double liaison 
			polarisée 
			 | 
			La 
			
			flèche courbe (rouge), 
			orientée  
			de la double 
			liaison polarisée X = 
			D 
			vers A,  
			représente le 
			mouvement du doublet d’électrons  
			mis en jeu lors 
			de l’interaction entre  
			le site donneur 
			de doublet d’électrons et  
			le site accepteur 
			de doublet d’électrons. 
			Elle permet 
			d’expliquer la rupture d’une liaison 
			  
			de la double 
			liaison X = D 
			et la 
			formation 
			de la 
			 
			nouvelle liaison
			D – A. 
			On obtient : X 
			– D – A | 
| 
 | |
| 
			
			Site accepteur :  
			
			site appauvri  
			
			en électrons | 
-    
Les flèches courbes tracées dans l’équation d’une 
étape d’un mécanisme réactionnel :
-    
Modélisent le mouvement d’un doublet d’électrons
-    
Elles sont orientées du doublet d’électrons du 
site donneur vers le site
accepteur de doublet d’électrons.
Mécanisme réactionnel et sites donneur et accepteur de 
doublet d’électrons :
-    
Lors d’une transformation, l’ensemble des 
réactions qui se produisent au niveau microscopique constitue le mécanisme 
réactionnel.
-    
Chacune de ces réactions est une étape du 
mécanisme réactionnel et résulte de l’interaction entre site donneur et site 
accepteur de doublet d’électrons.
-    
Le mouvement de ce doublet d’électrons peut être 
représenté par une flèche courbe, reliant le site donneur au site accepteur de 
doublet d’électrons.
-    
CCes flèches courbes permettent d’expliquer la 
formation ou la rupture des liaisons au cours de ces réactions.
| 
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