Lycée – 1re générale – Physique-Chimie – 1 exercice avec schéma de lewis, qui amène à la géométrie des molécules. Avec des molécules pas trop simple. Et un exercice sur la polarité des molécules avec des molécules pas trop simple – Lycée – 1re générale – Physique-Chimie

Comprendre la relation entre la répartition des doublets électroniques et la géométrie des molécules complexes.

À partir des schémas de Lewis fournis, déduisez la géométrie des molécules suivantes en utilisant la théorie de la répulsion des paires électroniques (RPECE). Justifiez chaque réponse.

1. Molécule de tétrachlorure de carbone (CCl₄) :
   • Schéma de Lewis : C au centre, 4 doublets liants C-Cl, aucun doublet non liant.
   • Géométrie attendue : ?
2. Molécule de trifluorure d’azote (NF₃) :
   • Schéma de Lewis : N au centre, 3 doublets liants N-F, 1 doublet non liant.
   • Géométrie attendue : ?
3. Molécule de dioxyde de soufre (SO₂) :
   • Schéma de Lewis : S au centre, 2 doublets liants S=O, 1 doublet non liant.
   • Géométrie attendue : ?

Aucun

15 minutes

1. CCl₄ : Géométrie tétraédrique (4 doublets liants, aucun non liant).
2. NF₃ : Géométrie pyramidale (3 doublets liants + 1 non liant).
3. SO₂ : Géométrie angulaire (2 doublets liants + 1 non liant).

• Remédiation : Fournir un rappel sur la théorie RPECE et des exemples simples (H₂O, CH₄).
• Approfondissement : Étudier l’effet des doublets non liants sur les angles de liaison.

Analyser la polarité des molécules en fonction de leur géométrie et des électronégativités des atomes.

Pour chaque molécule, déterminez si elle est polaire ou apolaire en justifiant votre réponse par la symétrie et les différences d’électronégativité.

1. Molécule de chlorure de méthyle (CH₃Cl) :
   • Électronégativités : C (2,5), H (2,1), Cl (3,0).
   • Géométrie : Tétraédrique.
   • Polarité : ?
2. Molécule de dioxyde de carbone (CO₂) :
   • Électronégativités : C (2,5), O (3,5).
   • Géométrie : Linéaire.
   • Polarité : ?
3. Molécule de sulfure d’hydrogène (H₂S) :
   • Électronégativités : S (2,5), H (2,1).
   • Géométrie : Angulaire.
   • Polarité : ?

Tableau périodique (électronégativités)

10 minutes

1. CH₃Cl : Polaire (asymétrie due au Cl).
2. CO₂ : Apolaire (symétrie linéaire).
3. H₂S : Polaire (asymétrie angulaire).

• Remédiation : Utiliser des molécules plus simples (HCl, CO) pour illustrer les concepts.
• Approfondissement : Étudier l’influence de la polarité sur les propriétés physiques (solubilité, tension superficielle).

Relier la structure électronique et la géométrie moléculaire aux propriétés physiques.

Pour chaque molécule, prédisez une propriété physique (solubilité, point de fusion) en vous basant sur sa polarité et sa géométrie.

1. Molécule de méthanol (CH₃OH) :
   • Géométrie : Tétraédrique (partiellement).
   • Polarité : Polaire (OH).
   • Propriété attendue : Solubilité dans l’eau ?
2. Molécule de benzène (C₆H₆) :
   • Géométrie : Hexagonale plane.
   • Polarité : Apolaire.
   • Propriété attendue : Solubilité dans l’eau ?
3. Molécule de chlorure d’hydrogène (HCl) :
   • Géométrie : Linéaire.
   • Polarité : Polaire.
   • Propriété attendue : Point de fusion ?

Aucun

12 minutes

1. CH₃OH : Soluble dans l’eau (polarité).
2. C₆H₆ : Insoluble dans l’eau (apolarité).
3. HCl : Point de fusion élevé (liaisons dipôle-dipôle fortes).

• Remédiation : Comparer avec des molécules similaires (éthanol vs éthane).
• Approfondissement : Étudier les forces intermoléculaires (liaisons hydrogène, van der Waals).