Page 45 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie 1 ■ Chimie organique générale

Mais une molécule est un objet matériel, qui a une forme et des dimensions. Elle possède une organisation,
une architecture, et les atomes qui la constituent ne sont pas agglutinés en vrac les uns aux autres.
Ce chapitre contient les données essentielles permettant d'imaginer, et de représenter selon les conventions
admises, de façon compréhensible pour tous, la géométrie des molécules. Outre leur intérêt pour une meil-
leure connaissance de l'organisation de la matière, ces données sont importantes pour la compréhen-
sion de la réactivité. La stéréochimie constitue une composante importante de la chimie organique
moderne, car des considérations stéréochimiques sont impliquées dans l'étude et la description des« méca-
2 nismes réactionnels ». D'autre part, les efforts qui ont été faits pour réaliser la synthèse de molé-
chap. 5, cules répondant à une géométrie donnée ont conduit à des résultats parmi les plus beaux de ces dernières
§ 5.4
années.
Ce chapitre pourrait, a priori, vous paraître un peu marginal par rapport à ceux qui traitent des réactions.
Mais il n'en est rien ; ne le négligez pas, car vous devriez y revenir plus tard. Il ne contient toutefois que les
bases de la stéréochimie, et le sujet sera ultérieurement enrichi et complété par les exemples que nous
rencontrerons au fil des autres chapitres.

2.1 LES BASES DE LA STÉRÉOCHIMIE

2.1.1 Stéréochimie, expérience et théorie

La stéréochimie moléculaire, dont il est question ici, décrit la position relative des atomes dans les
édifices covalents, molécules et ions complexes. Il existe aussi une stéréochimie de l'état solide,
appelée également cristallographie, qui décrit la disposition des atomes, des ions ou des molécules
p dans les solides cristallisés. Bien que ces solides puissent être des composés organiques (le sucre, par
exemple, en est un), cet aspect de la stéréochimie ne sera pas envisagé ici.
Cours de
Chimie phy- Les données sur la géométrie des molécules sont d'origine expérimentale. Elles ont été d'abord
sique, chap. 3, 4,
obtenues par l'observation de certaines possibilités de stéréoisomérie (Pasteur et la dissymétrie molé-
5, 6 et 13
culaire en 1848 ; Le Bel et Van't Hoff et le « carbone tétraédrique» en 1874). Diverses techniques
instrumentales (principalement spectroscopiques) ont ensuite apporté, et continuent d'apporter, des
informations beaucoup plus précises.
Les modèles théoriques récents de l'atome et de la liaison prennent en compte les aspects géomé-
triques. Ainsi le modèle ondulatoire avec le concept d'orbitales directionnelles et la notion d'hybrida-
2 tion s'ajuste bien aux cas connus par l'expérience, et peut-être prévisionnel pour d'autres cas. Les

chap. 4, « règles de Gillespie» (modèle V.S.E.P.R.) permettent aussi, plus simplement mais plus approximati-
§ 4.2.2.c
vement, de déterminer a priori l'orientation des liaisons formées par un atome.

2.1.2 La définition de la géométrie moléculaire
La géométrie des molécules peut se définir de deux façons :
• Le «squelette », c'est-à-dire la position relative dans l'espace des centres des atomes, décrite par
un réseau de points et les segments qui les relient, conformément à l'enchaînement des liaisons. Ce
squelette se définit donc par des distances (de centre à centre) et des angles.
• La forme extérieure, c'est-à-dire la forme del' espace occupé réellement par la molécule, et dans
lequel ne peut pénétrer une autre molécule. Cette forme se décrit par le rayon des sphères auxquelles
peuvent être assimilés chacun des atomes

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