Cours sur la méthode VSEPR

Résumé du document

La géométrie de la molécule dépend du nombre total de doublets d'électrons autour de l'atome central A. Deux cas sont possibles :

- si le nombre de doublets d'électrons autour de A est égal au nombre de directions de liaisons autour de A, la molécule sera du type AXm et sa géométrie est identique à la figure correspondant à l'arrangement de doublets d'électrons autour de A (...)

Extraits

[...] Dans la géométrie de type Bipyramidale TBP les coordinats les moins électronégatifs sont liés à l'atome central par les doublets électroniques plus volumineux et occupent les sites équatoriaux. Les coordinats les plus électronégatifs (doublets plus petits) occupent préférentiellement les sites axiaux. [...]

[...] Par conséquents les doublets libres peuvent être placés sur n'importe quel sommet. Exemple Dans un arrangement de type Bipyramidale Trigonale appelée plus simplement TBP), les doublets électroniques libres (plus volumineux que les doublets liants) occupe toujours les positions équatoriales (on a un maximum d'éloignement pour un minimum de répulsion). Exemple : XeF2 Atome central Xe : 5s2 5p6 donc 8 électrons de valence Atome périphérique F : 2s2 2p5 Structure de Lewis du composé XeF2 Bilan : Cinq doublets électroniques autour de Xe - deux doublets liants Xe-F directions) - trois doublets libres directions) On a donc un arrangement TBP du type AX2E3 Dans un arrangement du type hexaédrique, les six sommets sont équivalents. [...]

[...] Exemple : CH2O Structure de Lewis du composé CH2O Bilan : Quatre doublets électroniques autour de C - deux doublets liants de double liaison C=O direction) - deux doublets liants C-H directions) On a donc un arrangement triangulaire du type AX3 Influence de l'électronégativité des coordinats Plus le coordinat X est électronégatif dans la liaison plus le volume du doublet d'électrons de la liaison A-X est petit et les angles A-X diminuent. Comparons les composés NH3 et NF3 L'électronégativité de l'élément F (fluore) est supérieur à celle de l'élément hydrogène. Ces deux composés ont une géométrie tétraédrique avec le doublet libre placé au sommet. Par conséquent l'angle formé par les éléments FNF est plus petit que celui par les éléments HNH. [...]

[...] - si le nombre de doublets d'électrons autour de A est supérieur aux nombres de liaisons autour de la molécule aux n doublets d'électrons non liants E sera du type AXmEn. Sa géométrie est dérivée de la figure d'arrangement des + doublets d'électrons. Exemple : CCl4 (Tétrachlorure de carbone) Atome central C : 2s2 2p2 donc 4 électrons de valence Atomes périphériques Cl : 3s2 3p5 Structure de Lewis du CCl4 Bilan : Quatre doublets électroniques autour de C - quatre doublets liants C-Cl - quatre directions de liaison - pas de doublet électrique E libre On a donc un arrangement tétraédrique du type AX4 Exemple : H2O Atome central O : 2s2 2p4 donc 6 électrons de valence Atomes périphériques H : 1s1 Structure de Lewis du composé H2O Bilan : Quatre doublets électroniques autour de O - deux doublets liants O-H occupant deux directions direction par liaison) - deux doublets non liants occupant deux directions On a donc un arrangement tétraédrique du type AX2E2 Cas particuliers Liaisons multiples (doubles ou triples) Une double liaison A = ou une triple liaison de liaison. [...]

[...] Si on a un doublet libre d'électron, on le place sur n'importe quel sommet. En revanche, si on a deux doublets libres d'électrons, ils doivent occuper les deux extrémités d'une même diagonale. Exemple : XeF4 Atome central Xe : 5s2 5p6 donc 8 électrons de valence Atome périphérique F : 2s2 2p5 Structure de Lewis du composé XeF4 Bilan : Six doublets électroniques autour de Xe - deux doublets non liants directions) - quatre doublets liants Xe-F directions) Tableau Récapitulatif géométrie VSEPR II) Modification de la géométrie d'une molécule AXmEn La principale modification est celle des angles de liaisons dues aux facteurs suivants : - présence des doublets électroniques libres E présence de liaisons multiples l'électronégativité des coordinats (atomes périphériques Influence des doublets électroniques libres E Un doublet libre étant sous l'influence d'un seul noyau sera plus volumineux qu'un doublet liant car ce dernier sera sous l'influence des deux noyaux (il sera plus étiré). [...]