Relation entre angles et éléctronégativité

[pdg05]

Bonjour,

J’ai un petit problème à résoudre;
On me donne l’éléctronégativité de 3 éléments :
X(O)=3.44eV
X(C)=2.55eV
X(S)=2.58eV
On considère quatre composés No3 – , So3 2- , CO3 2- , ClF3 et leurs angles respectifs (angles entre l’atome central et les atomes périphériques)
: 120° , 106° , 120° , Environ 90°
Il faut expliquer ces valeurs.

Je ne comprends pas bien comment faire car on sait que l’angle est d’autant plus grand que l’élétronégativité est grande.
J’imagine qu’on peut justifier l’angle à 90° de ClF3 car ce n’est pas un ion et qu’il est donc stable, mais pour les autres je ne vois pas d’explications car il y a un petit soucis avec l’angle 120° du Carbone et ses atomes périphériques ou bien avec l’angle 106° du Soufre et ses atomes périphériques vu que leurs éléctronégativités sont respectivement égales à 2.55eV et 2.58 eV

Si vous comprenez ce qu’il faut faire, je veux bien votre aide 
Merci par avance

[horuse10]

as tu pensé à raisonner également par rapport aux différents rayons atomiques des atomes qui te sont proposés

[darrigan]

Normalement, tu as dû avoir un cours sur le modèle VSEPR (ou de Gillespie).

La première chose à faire est d'écrire les formules de Lewis de chaque molécule et applique le modèle VSEPR pour trouver sa géométrie "idéale".

Ensuite on regarde les "effets de second ordre", qui consiste à voir les effets stérique, d'électronégativité ou de répulsions de doublets non liants / doubles et triples liaisons / simples liaisons.

Essaye et propose une solution détaillée pour une molécule, on pourra te dire si tu as juste ou faux.

[pdg05]

Bonsoir,

horuse 10 : je n'ai pas de données mentionnant les rayons atomiques. Au début je voulais utiliser le moment dipolaire mais je n'ai pas de données me permettant de le faire.
darrigan : je vois ce que tu veux dire, il s'agit de molécules du type AxnEn ayant un arrangement particulier et donc une valeur théroique pour l'angle entre l'atome principale et les atomes périphérique mais je n'arrive justement pas à justifier pourquoi ce sont des molécules de ce type, même en déduisant de quel type il s'agit, je ne démontre rien au final.
Je pense que c'est de ça dont tu me parles lorsque tu me dis : on regarde les "effets de second ordre", qui consiste à voir les effets stérique, d'électronégativité ou de répulsions de doublets non liants / doubles et triples liaisons / simples liaisons.
Je ne sais à vrai dire pas comment faire.

[alexchimiste]

horuse 10 : je n'ai pas de données mentionnant les rayons atomiques. Au début je voulais utiliser le moment dipolaire mais je n'ai pas de données me permettant de le faire.

Dans pas mal de tableaux périodiques tu peux trouver ce type d'informations, voire même sur internet !

[horuse10]

même sans les données précises tu peux déduire quel atome est plus gros qu'un autre en fonction de sa place dans le tableau ! plus gros sont les atomes plus tu auras de gêne stérique plus l'angle sera grand

[darrigan]

Bon Horuse, arrête de l'embrouiller avec les volumes des atomes !
La c'est une histoire d'électronégativité et et de répulsion des doublets.

Déjà on applique le modèle VSEPR sur ces molécules et ions moléculaires.

Pour cela il faut suivre les étapes de construction des molécules :
1) Ecrire la structure électronique de l'atome central. Si l'on considère un ion moléculaire, on fait porter la charge électrique par l'atome central. Les électrons de valence sont représentés par des points autour du symbole de l'atome central, et sous forme célibataires.
2) Ecrire la strucutre électronique des ligands (atomes liés). On écrit la structure de valence sous forme de cases quantiques pour savoir s'il y a des doublets non liants ou des électrons célibataires
3) On relie l'atome central aux ligands, une première fois.
4) S'il reste des électrons célibataires sur l'atome central et sur les ligands on peut faire des doubles/triples liaisons.
5) S'il reste des électrons célibataire sur l'atome central, on les regroupe en paire (doublets non liants).

On détermine alors le type de molécule : AXmEn, où m est le nombre d'atomes liés, et n le nombre de doublets non liants restant sur l'atome central.

La somme (m+n) permet de trouver la figure de répulsion : (2) linéaire ; (3) triangulaire ; (4) tétraédrique ; (5) bipyramide trigonale ; (6) octaédrique.

Et là tu redessines la molécule avec sa géométrie la plus stable "idéale", d'où les valeurs des angles.

Ensuite, on peut réfléchir aux effets de second ordre.


Appliqué à NO3⊖ (ion nitrate), cela donne :
1) N portant la charge ⊖ : 1s2 2s2 2p4 (valence soulignée) : 6 électrons de valence.
2) O : 1s2 2s2 2p4 (valence soulignée) : 6 électrons de valence, qui se répartissent en 2 doublets et 2 électrons célibataires (pour savoir ça, il faut dessiner les cases quantiques)
3, 4 et 5)

NO3--lewis.gif (1.36 Kio) Consulté 4012 fois

D'où :

NO3--triangle.gif (955 octets) Consulté 4012 fois

L'ion nitrate a donc une géométrie triangulaire (plane), les angles ONO sont de 120°. Là il n'y a pas d'effet de second ordre, ça reste à 120° parfaitement.

Essaye pour les autres !

[horuse10]

Tout à fait d'accord avec toi Clovis pour ce qui est de la théorie VSEPR

ceci étant une fois les formes AXnEm déterminer tu peux utiliser la taille de l'atome central pour justifier une valeur d'angle plus ou moins grande par rapport à la théorie
91.8ainsi on observe pour ce qui est des atomes A par exemple dans la série suivante : NH2, PH2,AsH2 et SbH2

N<P<As<Sb

jusque là je ne dis pas de conneries

on observe également que les angles de liaisons varies ainsi : 109.5°<93.3°<91.8°<91.3°

certes l'électronégativité varie selon la tailles des atomes dans ce cas

la théorie VSPER suffira amplement à trouver l'ordre des angles de molécules ayant les mêmes atome X liés et un atome A différent ( le tout selon la taille ou l'électronégativité de l'atome ce qui sur un groupe revient au même )

toutefois dans la pratique il sera difficile de savoir lequel de SiO2 ou GeO2 aura un angle de liaison plus ou moins important là la taille de l'atome est à prendre en compte