Cette page regroupe les exercices essentiels pour t’entraîner sur la géométrie moléculaire. Travaille les séries dans l’ordre après avoir lu le cours.
Objectifs des exercices
- Appliquer les règles du duet et de l’octet pour justifier la formation des ions monoatomiques.
- Construire la représentation de Lewis de molécules simples.
- Déterminer la géométrie moléculaire à partir du nombre de domaines électroniques.
- Prévoir la polarité d’une molécule à partir de sa forme et de la nature des liaisons.
- Distinguer isomères et molécules identiques.
Méthode de résolution
Pour résoudre un exercice sur la géométrie moléculaire, suis ces étapes systématiques. Lis l’énoncé et identifie la ou les molécules concernées. Écris la configuration électronique de chaque atome. Calcule le nombre d’électrons de valence total. Détermine le nombre de doublets liants et non liants. Déduis la géométrie à partir du nombre de domaines électroniques. Conclus sur la polarité si demandé.
Type 1 : Formation des ions monoatomiques
Ces exercices demandent de prévoir la charge des ions formés par des atomes. Applique directement les règles du duet et de l’octet. Un atome gagne ou perd des électrons pour atteindre la configuration du gaz noble le plus proche.
Les métaux perdent des électrons pour former des cations. Les non-métaux gagnent des électrons pour former des anions. Par exemple, le sodium Na perd 1 électron pour devenir Na⁺. Le chlore Cl gagne 1 électron pour devenir Cl⁻.
Type 2 : Représentation de Lewis
Ces exercices demandent de dessiner la représentation de Lewis d’une molécule. Commence par placer l’atome central. Relie-le aux autres atomes par des doublets liants. Ajoute les doublets non liants nécessaires pour respecter les règles du duet et de l’octet.
Vérifie toujours que chaque hydrogène possède 2 électrons et que les autres atomes en possèdent 8 sur leur couche externe.
Type 3 : Géométrie et polarité
Ces exercices combinent la détermination de la forme moléculaire et l’analyse de la polarité. Compte les domaines électroniques autour de l’atome central. Déduis la géométrie de base. Ajuste la forme finale selon le nombre de doublets non liants.
Pour la polarité, examine la géométrie et la polarité des liaisons. Une molécule symétrique avec des liaisons polarisées peut être apolaire si les moments dipolaires s’annulent.
Exemple résolu
Énoncé : Déterminer la géométrie et la polarité de la molécule PH₃.
Solution : Le phosphore P est l’atome central. Il possède 5 électrons de valence. Les 3 atomes d’hydrogène apportent chacun 1 électron. Total : 5 + 3 = 8 électrons de valence, soit 4 doublets.
Le phosphore forme 3 liaisons P-H avec 3 doublets liants. Il lui reste 1 doublet non liant. Les 4 domaines électroniques forment un tétraèdre, mais avec 1 doublet non liant, la molécule est pyramidale comme NH₃.
Les liaisons P-H sont polarisées vers le phosphore. La forme pyramidale n’est pas symétrique. La molécule PH₃ est donc polaire.
Erreurs fréquentes à éviter
- Oublier les doublets non liants sur l’atome central.
- Confondre géométrie des domaines électroniques et forme de la molécule.
- Appliquer la règle de l’octet à l’hydrogène au lieu de la règle du duet.
- Conclure à tort qu’une molécule est polaire uniquement parce que ses liaisons sont polarisées.
- Négliger l’influence des doublets non liants sur les angles de liaison.
Conseils pour réussir
Entraîne-toi à reconnaître rapidement l’atome central dans une molécule. Mémorise les géométypes de base : linéaire, triangulaire plane, tétraédrique. Retiens que les doublets non liants réduisent les angles de liaison par rapport à la géométrie idéale.
Avant de répondre, vérifie que chaque atome respecte sa règle de stabilité. Dessine toujours la représentation de Lewis avant de conclure sur la géométrie.
