Les doublets du dioxyde de carbone

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (seconde), chapitre 2 — Constitution de la Matière à l'Échelle Microscopique · Molécules, schéma de Lewis et mélanges

Énoncé

On étudie les molécules de dioxyde de carbone $CO X_{2}$ et de chlorure d'hydrogène $HCl$ . On donne $Z (H) = 1$ , $Z (C) = 6$ , $Z (O) = 8$ et $Z (Cl) = 17$ .

1. Donner le nombre d'électrons de valence de l'hydrogène, du carbone, de l'oxygène et du chlore.<br> 2. Combien de liaisons covalentes chacun de ces atomes doit-il former pour respecter la règle du duet ou celle de l'octet ?<br> 3. Décrire le schéma de Lewis de $CO X_{2}$ : nombre de doublets liants et de doublets non-liants portés par chaque atome.<br> 4. Faire de même pour $HCl$ .

Corrigé

1. Les électrons de valence. On écrit chaque configuration et on compte les électrons de la couche externe :

$H$ : $1 s^{1}$ , soit $1$ électron de valence ;
$C$ : $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{2}$ , soit $4$ ;
$O$ : $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{4}$ , soit $6$ ;
$Cl$ : $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{5}$ , soit $7$ .

2. Le nombre de liaisons. Chaque liaison covalente apporte un électron supplémentaire à l'atome. Il en faut donc $8$ moins le nombre d'électrons de valence, sauf pour l'hydrogène qui vise le duet : $H$ forme $1$ liaison, $C$ en forme $4$ , $O$ $2$ et $Cl$ $1$ .

3. Le schéma de $CO X_{2}$ . Le carbone doit former $4$ liaisons et chaque oxygène $2$ : le carbone est donc relié à chaque oxygène par une double liaison, soit $2$ doublets liants de chaque côté, $4$ doublets liants en tout. Le carbone ne porte aucun doublet non-liant ; chaque oxygène, qui a engagé $2$ de ses $6$ électrons de valence, en porte $2$ .

4. Le schéma de $HCl$ . Une simple liaison relie l'hydrogène au chlore : un seul doublet liant. L'hydrogène est ainsi entouré d'un doublet (duet) et ne porte rien d'autre ; le chlore, qui a engagé $1$ de ses $7$ électrons de valence, porte $3$ doublets non-liants et complète son octet.

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