Établissement du schéma de Lewis d'une molécule ou d'un ion polyatomique

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• n_val = somme des électrons de valence, + 1 par charge négative, − 1 par charge positive • Nombre de doublets : n_d = n_val / 2, à répartir en doublets liants et non liants • Liaisons multiples si un atome central n'a pas son octet • Contrôle final : nombre total de doublets, duet de H, octet de C, N, O, charge de l'ion

Le cours

Établir le schéma de Lewis d'une molécule ou d'un ion Le schéma de Lewis d'une entité polyatomique représente tous ses doublets de valence : doublets liants (traits entre deux atomes) et doublets non liants (traits autour d'un atome). On l'établit par une méthode systématique. Nombre total d'électrons de valence. On additionne les électrons de valence de tous les atomes, puis on corrige selon la charge de l'entité : n_val = (électrons de valence des atomes) - q n_d = n_val2 où q est la charge de l'ion en nombre de charges élémentaires : on ajoute un électron par charge négative (q = -1 pour OH^-) et on en retire un par charge positive (q = +1 pour NH_4^+). Pour une molécule, q = 0. Choix de l'enchaînement. L'atome central est en général celui qui forme le plus de liaisons (C, puis N, puis O) ; les hydrogènes sont toujours en bout de chaîne. Charge d'un ion. On encadre l'ion de crochets et on note la charge globale en haut à droite. On peut la localiser : on attribue à chaque atome 1 électron par liaison et 2 par doublet non liant ; s'il en possède ainsi un de moins que ses électrons de valence, il porte la charge +, un de plus, la charge - (l'oxygène de H_3O^+, avec 3 liaisons et 1 doublet non liant, n'a en propre que 3 + 2 = 5 électrons au lieu de 6). Méthode en cinq étapes 1. Calculer n_val (en tenant compte de la charge), puis n_d = n_val / 2. 2. Écrire l'enchaînement des atomes et relier chaque paire d'atomes voisins par un doublet liant. 3. Répartir les doublets restants en doublets non liants, d'abord sur les atomes périphériques (sauf H), puis sur l'atome central. 4. Si un atome n'a pas son octet, transformer un doublet non liant d'un voisin en doublet liant supplémentaire (liaison double ou triple). 5. Vérifier : total de doublets égal à n_d, duet pour chaque H, octet pour C, N, O, et charge de l'ion indiquée. Astuce et méthode clé Ajuste n_val dès le départ pour un ion : H_3O^+ a 6 + 3 - 1 = 8 électrons de valence, soit 4 doublets ; OH^- en a 6 + 1 + 1 = 8, soit 4 doublets. Piège classique à éviter Retrouver le bon nombre de doublets ne suffit pas : pour HCN, le schéma H-C=N avec 2 doublets non liants sur N compte bien 5 doublets, mais laisse seulement 6 électrons au carbone. Vérifie toujours l'octet de chaque atome.

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