| Élément | Groupe | Électrons de valence | Structure de Lewis |
|---|---|---|---|
| H | 1 | 1 | •H |
| C | 14 | 4 | :C: |
| N | 15 | 5 | ::N: |
| O | 16 | 6 | :::O:: |
Structure de Lewis d'un atome : Représentation des électrons de valence sous forme de points autour du symbole chimique.
- Identifier le numéro atomique Z
- Déterminer le nombre d'électrons de valence
- Placer les électrons de valence sous forme de points autour du symbole
- Suivre la convention : 1 point par électron célibataire
Le carbone a Z = 6, donc 6 protons et 6 électrons
Configuration : 1s² 2s² 2p²
Électrons de valence (couche 2) : 4 électrons
Le carbone a 4 électrons de valence : 2s² et 2p²
On place 4 points autour du symbole C
On place les 4 électrons de manière à respecter la règle de Hund (maximum d'électrons célibataires)
• •
La structure de Lewis de l'atome de carbone montre 4 électrons de valence : 2s² 2p².
• Électrons de valence : Ceux de la couche externe (niveau le plus élevé)
• Nombre d'électrons de valence : Égal au numéro du groupe pour les éléments principaux
• Représentation : Points autour du symbole chimique
Structure de Lewis d'une molécule : Représentation des liaisons covalentes et des doublets non liants en utilisant les électrons de valence.
H : 1 électron de valence × 2 atomes = 2
O : 6 électrons de valence × 1 atome = 6
Total = 8 électrons de valence
L'oxygène est l'atome central (le plus électronégatif après H)
Chaque atome d'hydrogène forme une liaison avec l'oxygène
2 liaisons O-H = 4 électrons utilisés
Électrons restants = 8 - 4 = 4 électrons
Ces 4 électrons forment 2 doublets non liants sur l'oxygène
La structure de Lewis de H₂O montre 2 liaisons O-H et 2 doublets non liants sur l'atome d'oxygène.
• Règle de l'octet : Les atomes (sauf H) tendent à avoir 8 électrons autour d'eux
• Hydrogène : Neutre avec 2 électrons (règle du duet)
• Doublets non liants : Restent sur l'atome et ne participent pas à la liaison
Règle de l'octet : Les atomes des éléments de la deuxième période tendent à être entourés de 8 électrons pour atteindre une configuration stable.
N : 5 électrons de valence
H : 1 électron de valence × 3 = 3
Total = 8 électrons de valence
N forme 3 liaisons avec les 3 atomes H
3 liaisons N-H = 6 électrons utilisés
Électrons restants = 8 - 6 = 2 électrons
Ces 2 électrons forment 1 doublet non liant sur l'azote
N : entouré de 3 liaisons (6 électrons) + 1 doublet non liant (2 électrons) = 8 électrons ✓
H : entouré de 1 liaison = 2 électrons (règle du duet) ✓
H
La structure de Lewis de NH₃ vérifie la règle de l'octet : l'azote est entouré de 8 électrons.
• Règle de l'octet : Les atomes de C, N, O, F tendent à avoir 8 électrons
• Règle du duet : L'hydrogène est stable avec 2 électrons
• Stabilité : Les structures obéissant à ces règles sont généralement plus stables
Liaisons multiples : Liaisons formées par le partage de plusieurs paires d'électrons entre deux atomes (double ou triple liaison).
C : 4 électrons de valence
O : 6 électrons de valence × 2 = 12
Total = 16 électrons de valence
Si on forme 2 liaisons simples C-O, cela utiliserait 4 électrons
Reste 12 électrons pour 2 atomes d'O : 6 par atome
C : entouré de 4 électrons (instable)
O : entouré de 8 électrons (stable)
Pour que C respecte la règle de l'octet, il faut former 2 liaisons doubles
O=C=O
La structure de Lewis de CO₂ montre 2 liaisons doubles C=O, permettant à tous les atomes de respecter la règle de l'octet.
• Liaisons multiples : Nécessaires quand la règle de l'octet n'est pas respectée avec des liaisons simples
• Double liaison : Partage de 2 paires d'électrons (4 électrons)
• Triple liaison : Partage de 3 paires d'électrons (6 électrons)
Isomères : Molécules ayant la même formule brute mais des structures de Lewis différentes.
Électrons de valence : 4 + 2×1 + 6 = 12
Structure : H₂C=O (liaison double C=O)
Électrons de valence : 4 + 4×1 + 6 = 14
Structure : H₃COH (3 liaisons C-H et 1 liaison C-O)
Formaldéhyde : C doublement lié à O, 2 liaisons simples avec H
Méthanol : C simplement lié à O, 3 liaisons avec H, 1 liaison OH
Les deux molécules ont des arrangements d'atomes différents
Cela donne des propriétés chimiques différentes
CH₄O : H₃COH
Le formaldéhyde (CH₂O) et le méthanol (CH₄O) sont des isomères avec des structures de Lewis différentes.
• Isomérie : Même formule brute, structures différentes
• Arrangement spatial : La façon dont les atomes sont connectés affecte les propriétés
• Stabilité : Certaines structures isomères sont plus stables que d'autres
- Compter les électrons de valence : Pour chaque atome dans la molécule
- Identifier l'atome central : Généralement le moins électronégatif
- Former des liaisons simples : Entre l'atome central et les atomes périphériques
- Attribuer les électrons restants : Sous forme de doublets non liants
- Vérifier la règle de l'octet : Pour chaque atome (sauf H)
- Former des liaisons multiples : Si la règle de l'octet n'est pas respectée
- Hydrogène : Stable avec 2 électrons (règle du duet)
- Béryllium : Peut être stable avec 4 électrons
- Bore : Peut être stable avec 6 électrons
- Éléments de la troisième période et au-delà : Peuvent avoir plus de 8 électrons
