Page 52 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Chapitre 2 ■ La géométrie des molécules organiques

Dans la conformation décalée les H et les électrons des liaisons CH d'un CH, sont aussi loin que
possible de ceux del' autre; dans la conformation éclipsée ils en sont au contraire aussi près que possible.
Il en résulte que le passage d'une conformation décalée à une conformation éclipsée nécessite un certain
travail, pour vaincre la répulsion entre les nuages électroniques qui se rapprochent, et que l'énergie
potentielle de la conformation éclipsée est supérieure à celle de la conformation décalée (de même que
l'on augmente l'énergie potentielle d'un ressort en dépensant du travail pour le comprimer).
Au cours de la rotation, l'énergie potentielle de la molécule passe donc alternativement par des
maximums, correspondant aux conformations éclipsées. On dit que deux conformations décalées
successives sont séparées par une barrière d'énergie (ou barrière de potentiel), qui doit être franchie
trois fois au cours d'une rotation complète de 360° (cf. fig. 2.5).
Dans le cas de l'éthane, cette barrière vaut 12,5kJ · mol '. Cette valeur est suffisamment faible
pour que, dès la température ordinaire, les molécules puissent trouver cette énergie à l'occasion de
chocs entre elles. La rotation a donc lieu en permanence mais, statistiquement, à un instant donné, il
y a dans l'éthane plus de molécules décalées (plus stables) que de molécules éclipsées. La proportion
de chaque conformation est constante à une température donnée, mais cela ne signifie pas que la
conformation d'une molécule particulière est fixée une fois pour toutes. À tout moment elle se
modifie, et cela exclut d'ailleurs que l'on puisse isoler les molécules possédant une conformation
déterminée (les différences de conformation ne constituent pas, habituellement, un cas d'isomérie 2
géométrique). chap. 3

E

H 4, ±,
H
H
H1,H
r H 4 H H H H H H H
H
1
1
1
1
1
0 60 1 120 180 240 300 360
rotation
C-C
Figure 2.5 L'énergie potentielle de la molécule d'éthane,
en fonction de sa conformation.
Au cours d'une rotation complète de l'un des groupes CH, par rapport à l'autre, à partir d'une conforma-
tion décalée, la molécule passe trois fois par une conformation éclipsée. Chacun de ces passages implique 2
le rapprochement des électrons des liaisons CH qui s'éclipsent, et nécessite un travail accompli contre chap. 8
les forces de répulsion. Ce travail, fourni aux dépens de l'énergie cinétique des molécules, se « retrouve »
dans une augmentation de l'énergie potentielle de la molécule, qui passe alors par un maximum.
Entre deux conformations décalées, la molécule doit franchir une « barrière » d'énergie et la rotation
interne d'un CH, ressemble, à cet égard, à une course de haies.

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