CHIMIE

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La molécule de diazote
1 • a. Déterminer la configuration électronique de l’atome
d’azote (Z(N) = 7) dans son état fondamental.
b. Proposer une représentation de Lewis du diazote N 2.
De quel type de liaison chimique s’agit-il ? Que dire du
moment dipolaire du diazote ?
c. Donner un ordre de grandeur de l’énergie de la liaison
chimique en précisant les unités.
d. Citer une utilisation courante du diazote au laboratoire.
2 • a. Quelles sont les orbitales atomiques en interaction
dans la molécule de diazote ?
b. L’axe internucléaire est noté x. Dresser qualitativement
le diagramme des orbitales moléculaires (O.M.). Donner
la forme des O.M. On précise l’ordre énergétique des O.M.
de valence 1s, 1s*, p, 2s, p*, 2s*.
c. Effectuer le remplissage électronique. Calculer l’indice
de liaison. Peut-on faire le lien entre le schéma de Lewis
établi en 1) b) et ce diagramme d’O.M. ?
d. Comment évoluent les niveaux lorsqu’on éloigne les
deux atomes d’azote ? SOS
SOS : S’intéresser à l’évolution du recouvrement.
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L’ion cyanure et le monoxyde
de carbone
Le diagramme des O.M. de valence de l’ion cyanure est
donné ci-dessous. On remarquera que les O.A. issues de
N ont une contribution plus importante que celles issues
de C dans l’O.M. notée 2s alors que la situation est inversée
pour l’O.M. notée 3s.
2p
2s
CN –
4s
C N
2p
3s
1p
2s
1s
2p
2s
Du point de vue énergétique, les orbitales 3d du chrome
se situent à un niveau intermédiaire entre les O.M. 3s et
2p de CN – .
1 • Établir le diagramme des O.M. de la molécule de dioxygène
O 2 (Z(O = 8)).
2 • En comparant les diagrammes des O.M. de O 2 et CN – ,
commenter la position relative des O.M. 1p et 3s de CN – .
Citer une molécule diatomique homonucléaire dont le diagramme
des O.M. est semblable à celui de CN – .
3 • Donner la configuration électronique à l’état fondamental
de CN – (Z(C) = 6 et Z(N) = 7).
4 • Déduire du diagramme la structure de Lewis de CN – .
5 • À l’aide du diagramme, préciser par quel atome l’ion
CN – se lie-t-il à un atome de chrome par une liaison de
coordination. SOS
6 • Les diagrammes d’O.M. de CN – et du monoxyde de
carbone CO ont la même allure.
a. L’ion cyanure CN – et la molécule CO sont isoélectroniques.
Donner la signification de ce terme.
b. Déduire du diagramme la structure de Lewis de CO.
(D’après Concours ENS.)
SOS : Si l’ion cyanure se lie à l’atome de chrome par une
liaison de coordination, il met en jeu le doublet décrit par
sa H.O. pour établir cette liaison.
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Planéité au voisinage
d’une double liaison
Soit la molécule d’éthylène C 2H 4.
1 • a. Quelle est la géométrie que l’on peut prévoir au
niveau des deux atomes de carbone ?
b. En fait, la molécule est plane. La méthode V.S.E.P.R.
permet-elle d’expliquer cette planéité ?
2 • En considérant que l’axe de la liaison C 1 C 2 est dirigé
par l’axe x’x, on peut établir, pour la molécule, le diagramme
d’O.M. relatif au système p de la molécule. Les
O.M. p sont construites à partir des O.A. p y des atomes
de carbone. Les atomes d’hydrogène liés à l’atome C i sont
dans le plan xz i .
z 1
Structure électronique des molécules
y 1
C1 x
C
x
2
y
z 2
y 2
y
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EXERCICES
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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