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MolMolcules et gcules et gomomtrietrie
Molcules et gomtrie

La gLa gomomtrie moltrie molculaireculaire
Cest le domaine de la strochimieComment dcrire la gomtrie des molcules? Au moyen de :
Distances de liaison. {R}Angles de valence. {}
Angles de torsion. {}
O O
RROOOO
La gomtrie molculaire

H
O O
RROOOO
RROHOH OOHOOH

O
H
O
RROOOO
RROHOH OOHOOH
RROHOHOOHOOH
H

Le modLe modle de la rle de la rpulsion des pairespulsion des paires
Les paires dLes paires dlectrons se distribuent autour des noyaux lectrons se distribuent autour des noyaux porteursporteurs AAet det dterminent la gterminent la gomomtrie moltrie molculaire.culaire.Ces paires se repoussent et mCes paires se repoussent et mnent au modnent au modle de rle de rpulsion despulsion despaires.paires.2 paires s2 paires salignent sur la sphalignent sur la sphrere
ConsConsquence: Molquence: Molcules lincules linairesairesAXAX22 180 180Exemple: Exemple: BeBeClCl22 (Octet non respect(Octet non respect))
ClBe
Cl
Rpulsion des paires (2 paires)

3 paires se disposent sur un triangle 3 paires se disposent sur un triangle quilatquilatral.ral.
ConsConsquence: Molquence: Molcules planes; cules planes; AXAX33 120 120Exemple: Exemple: AlAlClCl3 3 (Octet non respect(Octet non respect))
2 paires s2 paires salignent sur la sphalignent sur la sphrereConsConsquence: Molquence: Molcules lincules linaires aires AXAX22Exemple: BeClExemple: BeCl2 2 (Octet non respect(Octet non respect))
ClBe
Cl
ClAl
Cl
Cl
Molcules linaires et planes

4 paires se disposent au sommet d4 paires se disposent au sommet dun tun ttratradre.dre.ConsConsquence: Molquence: Molcules tcules ttratradriques; driques; AXAX44 109 1092828Exemple: Exemple: CCHH4 4 (Octet respect(Octet respect))
CC
HHH
H
Molcules ttrahdriques (4 paires)

5 paires se disposent au sommet d5 paires se disposent au sommet dune bipyramide trigonale.une bipyramide trigonale.ConsConsquence: quence: AXAX55 120 120 et 90 et 90Exemple: Exemple: PPClCl5 5 (Octet non respect(Octet non respect - compos - compos hypervalent hypervalent))
Cl PCl
ClCl
Cl
Bipyramide trigonale (5 paires)

ConsConsquence: quence: AXAX66 90 90Exemple: Exemple: S S FF6 6 (Octet non respect(Octet non respect - compos - compos hypervalenthypervalent))
6 paires se disposent au sommet d6 paires se disposent au sommet dun octaun octadre.dre.
SSF
F
F
F F
F
Octadre (6 paires)

CC
H
HH
H
La gLa gomomtrie des moltrie des molcules cules liaisons simples liaisons simples
Molcules liaisons simples(CH4)
CH4AXAX44

NH3 EAXEAX33
Molcules NH3

H2O EE22AXAX22
Molcules H2O

La gLa gomomtrie des moltrie des molcules cules liaisons simples liaisons simples
Ethane, mthylamine, mthanol, ...
thane, mthylamine, mthanol,

La gLa gomomtrie des moltrie des molcules cules liaisons multiples liaisons multiples
thane thane thylthylne ne ac actyltylne ...ne ...
1,54 1,34
1,20
CC HH
CC
HH
HH
CC
H
HH
H
HH
Molcules liaisons multiples
Molculeplane
Molculelinaire

La notion dLa notion dhybridationhybridationLes molcules sont ttradriques, mais les orbitales atomiques sontorthogonales (perpendiculaires entre-elles).Lhybridation est la transformation des orbitales de latome pour lesadapter une meilleure description de la gomtrie molculaire.
Notion dhybridation

LLhybridation hybridation spsp
sobtient en combinant lorbitale 2s une orbitale 2p, sansmodifier les deux autres.
Deux orbitales (2s, 2p) se transforment par combinaison (additionet soustraction) en deux hybrides sp.
+
-
Hybridation sp

LLhybridation hybridation spsp
sobtient en combinant lorbitale 2s une orbitale 2p, sansmodifier les deux autres.
Deux orbitales (2s, 2p) se transforment par combinaison (additionet soustraction) en deux hybrides sp.
Hybridation sp

LLhybridationhybridation sp sp
Au total: 180
Cette hybridation est adapte la reprsentation des atomes dans desmolcules linaires telles que BeCl2, HCCH, HCN|ou contenant des fragments linaires.
Les hybrides permettront de dcrire les liaisons.
Hybridation sp

LLhybridation sphybridation sp22
t 3
t1
t2
x
sobtient en combinant la fonction 2s deux fonctions 2p, sansmodifier la dernire.
elle est adapte la reprsentation ddes atomes dans les molculesplanes telles que AlCl3, H2C=O, H2C=CH2ou contenant des fragments planes.
120
Hybridation sp

LLhybridation sphybridation sp22sobtient en combinant la fonction 2s deux fonctions 2p, sansmodifier la dernire.
elle est adapte la reprsentation de molcules planes telles queH2C=O que H2C=CH2ou contenant des fragments planes.
Hybridation sp2

LLhybridation sphybridation sp33
z
y
x
C
sobtient en combinant la fonction 2s aux trois fonctions 2p.
elle est adapte la reprsentation de molcules ttradriques tellesque CH4 , H3COH que H3CCH3, .
10928
Hybridation sp3
Dautres hybridations incluant les orbitales d d existent.
Par exemple spsp33dd pour dcrire PClPCl55 ou spsp33dd22 pour dcrire SF6

La formation de liaisonsLa formation de liaisons
Lhybride spn se combine une orbitale 1s de lhydrogne, ou uneautre orbitale hybride pour former les liaisons CH, CC, CO, ....
HCHC +
La formation des liaisons
Les traits de liaison symbolisent la liaison chimique dcrite parla superposition des orbitales atomiques hybrides ()
ou originales.

Description de lDescription de lthylthylne Cne C22HH44Les hybrides sp2 forment les liaisons CH et CC de lthylne ()
La fusion des orbitales 2p inchanges forme la liaison CCde lthylne
CHH CHH C
HH C
HH CHH C
HH
Description de lthylne

La rLa rsonance du benzsonance du benzneneLexemple du benzne montre que par fusion des orbitales
2p inchanges, on dcrit le phnomne deconjugaison des lectrons .
C
CC
H
C
HC
H
CH
H
H
C
CC
H
C
HC
H
CH
H
H
Description du benzne (rsonance)

Les complexes molLes complexes molculairesculaires
De nombreux ions mtalliques forment des structures molculairesstables avec dautres molcules ou ions (ligandsligands) : Ce sont lescomplexes molculaires : Fe(CN)63- , Fe(CN)64-, Ni(NH3)62+,
Leur gomtrie est octadrique. On lexplique par lhybridationspsp33dd22 du Fe
complexes
FeFe: : 4s4s223d3d664p4p00 FeFe3+3+ 4s4s003d3d554p4p00
FeFe3+3+ 4s4s003d3d554p4p00 FeFe3+3+hybrhybr 3d3d5 5 spsp33dd22
Les ions CN- occupent les hybrides spsp33dd22

les liaisons intermolles liaisons intermolculairesculaires
Si des molcules identiques existent dans des tats physiques diffrents,cest parce quelles sont soumises des interactions intermol intermolculairesculaires,qui sexpriment via des forces intermolculaires.
On distingue:
Les forces de van der Les forces de van der WaalsWaals..
Les ponts hydrogLes ponts hydrognes:nes:
Les forces diples/diples de Keesom
Les forces diples/diples induits de Debye
Les forces de dispersion de London
Les liaisons intermolculaires

les forces de van der les forces de van der WaalsWaals
Des liaisons intermolculaires apparaissent si les forces attractivesdominent les forces rpulsives.
Les forces diples/diples de Keesom rsultent de linteractionlectrostatique stabilisante obtenue par orientation des diples
+q +q -q -q
On distinguera des molcules polaires et des molcules apolaires.
0 00 0
+q +q -q -q
-q +q-q +q
+q

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