chimie (PCSI) · Chapitre 3 · Application directe du cours
Le sens de la polarisation se lit dans l'électronégativité, pas dans l'habitude
Structure des entités chimiques · niveau 2
Énoncé
1) Classer H, N, O, S par électronégativité croissante. Pour quelles paires la position dans le tableau périodique suffit-elle ? Pour quelle paire faut-il les valeurs ?
2) Pour les liaisons , , , , , , indiquer l'atome qui porte , le sens du moment de liaison et . Laquelle est quasi apolaire ? Lesquelles sont « inversées » par rapport à l'habitude « H porte » ?
3) L'hydrure de sodium est un solide ionique. Quel ion l'hydrogène y forme-t-il ? Prévoir le gaz dégagé par sa réaction avec l'eau.
4) Quelle charge partielle porte le carbone dans le chlorométhane ? dans le méthyllithium ? On admet qu'un réactif riche en électrons attaque un site et qu'un site capte un proton . Lequel des deux libère du méthane avec l'eau ?
Corrigé
La stratégie. La tendance du cours — l'électronégativité croît de gauche à droite et de bas en haut — suffit sur une même ligne ou une même colonne ; en diagonale, les deux tendances s'opposent et il faut des données. Ensuite, le sens du moment se lit sur le signe de , sans préjugé.
1) Le classement. H < S < N < O . O et S (même colonne, O au-dessus) : la position suffit. N et O (même ligne, O à droite) : la position suffit. N (période 2, colonne 15) et S (période 3, colonne 16) sont en diagonale : N plus haut, S plus à droite, les deux effets s'opposent, il faut les valeurs. H, cas à part, ne se situe que par sa valeur.
2) Les liaisons. Le moment va de l'atome le moins électronégatif vers le plus électronégatif.
| Liaison | sur | Moment dirigé | |
|---|---|---|---|
| C | de H vers C | ||
| N | de H vers N | ||
| O | de H vers O | ||
| O | de C vers O | ||
| H | de Si vers H | ||
| H | de B vers H |
est quasi apolaire : c'est ce qui rend les hydrocarbures apolaires. et sont inversées : Si et B sont moins électronégatifs que H, qui y porte — la polarité du tétrahydroborate , donneur d'ion hydrure. « H est » n'est vrai qu'en face d'un atome plus électronégatif que lui.
3) L'hydrure de sodium. en faveur de l'hydrogène, qui a capté l'électron du sodium : ion hydrure . Avec l'eau, il capte un proton : . Le dihydrogène naît de la rencontre d'un hydrogène et d'un hydrogène .
4) Le même carbone, deux polarités. Dans , : carbone , attaqué par les réactifs riches en électrons (la future substitution nucléophile). Dans , : carbone , fortement, presque comme dans une liaison ionique. Avec l'eau, c'est le méthyllithium qui capte un proton par son carbone : . Le même groupe méthyle est électrophile dans l'un, nucléophile et basique dans l'autre : c'est le voisin qui décide. Cette inversion de polarité, quand on remplace un halogène par un métal peu électronégatif, est exactement ce qu'on exploitera avec les organomagnésiens.
Ce que l'exercice installe. Comparer deux électronégativités par la position seulement sur une même ligne ou une même colonne ; en diagonale, lire les valeurs. Le sens d'une polarisation se lit dans , pas dans l'habitude — et la polarité d'un carbone annonce sa réactivité.
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