CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
48
2
Architecture moléculaire
(*) Il ne faut jamais oublier que les
atomes de la seconde période ne peuvent
pas enfreindre la règle de l’octet,
c'est-à-dire être entourés de plus
de huit électrons. Ce n’est plus le cas
pour les atomes des périodes suivantes.
O : 1s 2 2s 2 2p 4
S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
Doc. 15 Configurations électroniques
dans leur état fondamental
des atomes d’oxygène et de soufre.
Les éléments correspondants
appartiennent à la même famille
chimique.
(**) Le soufre qui appartient à la troisième
période de la classification peut
être entouré de plus de huit électrons.
Pour la molécule d’ozone, on peut ainsi écrire :
O = O – O
Ces deux formules mésomères sont ici équivalentes et contribuent de la même
manière à la description de la structure électronique réelle de l’ozone ; ce n’est
pas toujours le cas. Pour éviter d’écrire des formules qui ne contribuent que
très peu à la description de la structure réelle, on peut dégager certains critères
de sélection pour établir les formules mésomères les plus contributives.
2.3 Degré de contribution des formules mésomères
■ Les formules mésomères les plus contributives doivent respecter au mieux
les critères suivants :
• Les atomes de carbone, azote, oxygène et fluor doivent, lorsque c’est possible,
respecter la règle de l’octet (*) . Ce critère existe encore pour les autres
atomes, mais il est alors moins important.
• Le nombre de charges formelles doit être limité : la somme des valeurs absolues
des nombres de charge formelle doit être minimale. Les charges formelles
de même signe doivent préférentiellement être portées par des atomes éloignés.
• Le signe des charges formelles doit être en accord avec les électronégativités
des éléments mis en jeu. Ainsi, s’il y a une charge formelle négative, elle
est préférentiellement portée par l’atome le plus électronégatif de l’édifice.
■ Déterminons les principales formules mésomères de la molécule de dioxyde
de soufre SO2 afin de représenter l’hybride de résonance correspondant.
Comme les atomes de soufre et d’oxygène possèdent six électrons de valence,
la molécule possède N e = 6 + 2 6 = 18 électrons de valence (doc. 15). Elle
met donc en jeu (D = 9), neuf doublets d’électrons.
Deux doublets sont utilisés pour établir des liaisons simples entre l’atome de
soufre et les deux 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 de soufre.
Dans cette formule, un nombre important de charges formelles intervient et
l’atome de soufre ne respecte pas la règle de l’octet.
Aussi, peut-on envisager la formation d’une liaison double entre l’atome de
soufre et un des atomes d’oxygène qui conduit à deux formules mésomères
équivalentes :
O = S – O
O – S 2 – O
La règle de l’octet est respectée pour tous les atomes dans ces formules.
Cependant, elles font encore intervenir des charges formelles. Pour les minimiser,
on peut envisager la formule (**) :
O = S = O
O – O = O
O – S = O
Les trois dernières formules sont celles qui contribuent le plus à la description
de la structure électronique réelle de la molécule de dioxyde de soufre, avec
une contribution importante de la dernière :
O – S
O = S = O
– O O = S = O
– 1/2 + 1 –1/2
La représentation de l’hybride de résonance s’en déduit : O – S – O