CHIMIE

(*) La première formule ci-dessus est
peu représentative mais son écriture
permet d’établir plus facilement les
formules mésomères les plus représentatives.
– 1/2 + 1 –1/2
O – O – O
Doc. 14 Représentation de l’hybride
de résonance de l’ozone. La
polarité des deux liaisons, en accord
avec les charges formelles qui apparaissent
dans les deux formules mésomères,
y est précisée.
Architecture moléculaire
12 COURS
Deux doublets sont utilisés pour établir des liaisons simples entre l’atome
d’oxygène central et les deux autres atomes d’oxygène, six autres doublets sont
utilisés pour compléter l’octet des atomes d’oxygène terminaux, le doublet
restant est placé sur l’atome central :
Dans cette formule, l’atome d’oxygène central ne respecte pas la règle de
l’octet. Aussi, peut-on envisager la formation d’une liaison double entre cet
atome et un des deux autres. Nous pouvons alors établir deux représentations
de Lewis telles que tous les atomes vérifient la règle de l’octet :
1 O = 2 O – 3 O
À ces formules correspondraient deux liaisons oxygène-oxygène différentes :
l’une simple et l’autre double. Ainsi, aucune de ces deux formules ne décrit
correctement la répartition des doublets électroniques dans la molécule d’ozone.
Nous pouvons constater que la longueur commune aux deux liaisons, 128 pm,
est intermédiaire entre la longueur d’une liaison simple, 147 pm, et celle d’une
liaison double, 121 pm. Aussi, pour tenter de représenter la structure électronique
réelle de cette molécule, et traduire l’équivalence des deux liaisons, on
utilise l’ensemble des deux formules de Lewis établies ci-dessus (*) :
O = O – O
O – O 2 – O
Aucune de ces deux formules ne représente la structure électronique réelle de la
molécule mais chacune possède un certain degré de ressemblance avec elle. Ces
deux formules sont appelées formules mésomères. Par convention, chaque
formule est séparée de la suivante par une flèche à deux pointes . L’ensemble
de ces formules mésomères est souvent représenté entre accolades { }.
La structure réelle de la molécule est une sorte de moyenne entre ces deux
formules formelles et fictives ; elle est appelée hybride de résonance entre les
formules mésomères.
Le document 14 donne la représentation simplifiée de la répartition électronique
réelle dans la molécule d’ozone, c’est-à-dire dans l’hybride de résonance.
2.2 Méthode de la mésomérie
1 O – 2 O = 3 O
O – O = O
Le résultat obtenu dans le cas de la molécule d’ozone est général.
et
Lorsque plusieurs représentations de Lewis peuvent être écrites pour un
édifice polyatomique et que celles-ci ne diffèrent que par la répartition
des électrons autour des noyaux, aucune de ces représentations ne décrit
correctement la structure électronique réelle de cet édifice mais toutes
participent à sa description. Ces représentations sont alors appelées formules
mésomères, ou formules limites ou encore formules de résonance.
La méthode de la mésomérie consiste à écrire et utiliser l’ensemble de
ces formules mésomères pour décrire la structure électronique réelle de
l’édifice. La structure électronique réelle de l’édifice, ou hybride de résonance,
est une moyenne pondérée des différentes formules mésomères.
Le passage d’une formule mésomère à l’autre se fait par déplacement d’électrons
; ces transferts peuvent être schématisés par des flèches.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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