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Visualiser la géométrie d'une molécule sur des modèles

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Objectif

Utiliser des modèles moléculaires pour visualiser la géométrie d’une entité.

Points clés

Dans un modèle moléculaire, les atomes sont modélisés par des boules qui ont une couleur et une taille spécifiques.
Il existe les modèles éclatés où les liaisons chimiques sont représentées, et les modèles compacts où les liaisons chimiques ne le sont pas.
Le modèle moléculaire d’une molécule permet de déterminer sa géométrie.

Pour bien comprendre

La liaison chimique
Molécule et atome
La géométrie d’une molécule

1. Le modèle moléculaire

Une molécule peut être modélisée à l’aide de modèles moléculaires. Ces modèles respectent un code de couleur et de taille pour chaque atome, lequel est représenté par une boule. Ces codes sont à connaitre pour les atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote.

Voici les modèles associés à quelques atomes à connaitre :

Modèles associés à des atomes, à connaitre

Il existe deux types de modèles moléculaires : les modèles éclatés et les modèles compacts.

a. Le modèle compact

Dans le modèle compact, les liaisons entre les atomes ne sont pas représentées. Les atomes liés sont accolés les uns aux autres et sont représentés par des sphères tronquées.

Modèle compact de la molécule d’eau

b. Le modèle éclaté

Dans le modèle éclaté, les liaisons sont représentées par des tubes entre les atomes liés, lesquels sont représentés par des sphères.

Modèle éclaté de la molécule d’eau

On peut aussi représenter les liaisons multiples à l’aide de tubes souples.

Représentation d’une liaison simple et d’une liaison double

2. La géométrie d'une molécule

Une molécule simple (avec cinq atomes au maximum) peut posséder différentes géométries en fonction du type d’atomes liés, ainsi qu’en fonction du nombre et du type de liaisons.

Molécule	Représentation de Lewis	Répartition des doublets de l’atome central	Géométrie de la molécule
Eau			Coudée
Ammoniac			Pyramidale
Méthane			Tétraédrique

Remarque
Un doublet est une paire de deux électrons de la couche externe d’un atome. Un doublet liant correspond à une liaison de l’atome avec un autre atome et un doublet non liant correspond à deux électrons de la couche externe qui n’appartiennent qu’à l’atome.

Un atome possède toujours 4 doublets, qu’ils soient liants ou non liants (mis à part l’hydrogène qui ne possède qu’un seul doublet liant), et la géométrie de la molécule dépend de la nature de ces doublets.

Dans une molécule à géométrie tétraédrique, l’atome central est lié à quatre autres atomes (donc quatre doublets liants) et ne doit pas avoir de doublet non liant afin d’avoir une structure électronique en octet.
Dans une molécule à géométrie pyramidale, l’atome central est lié à trois autres atomes (donc trois doublets liants) et doit avoir un doublet non liant afin d’avoir une structure électronique en octet.
Dans une molécule à géométrie coudée, l’atome central est lié à deux autres atomes (donc deux doublets liants) et doit avoir deux doublets non liants afin d’avoir une structure électronique en octet.

Les modèles moléculaires permettent de mettre en évidence chacune de ces géométries.

Exemples

Molécule	Modèle moléculaire
Eau
Ammoniac
Méthane

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