Page 96 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Chapitre 4 ■ La structure électronique des molécules

La répartition effective des charges électroniques détermine en très grande partie le comportement
des molécules dans les réactions et sa connaissance est donc d'un grand intérêt pour comprendre, et
prévoir, ce comportement. Toutefois on peut limiter cette description aux électrons externes (élec-
trons set p de la dernière couche) qui le plus souvent, en chimie organique, participent seuls à la
formation des liaisons.

4.2 LA LIAISON COVALENTE

La description d'un « édifice chimique» (molécules, ion ou cristal), sous l'angle de la situation et du
p
rôle des électrons, peut être envisagée, comme celle del' atome isolé, de deux façons correspondant à
deux « modèles »: le modèle de Lewis et le modèle ondulatoire.
§ 4.3
Le modèle de Lewis de la covalence a l'intérêt d'être relativement simple. Complété par la notion
2
de polarisation des liaisons, il permet cependant une interprétation assez générale de la réactivité.
Associé aux règles de Gillespie il permet aussi de déterminer avec une assez bonne précision l'orien- chap. 2,
tation des liaisons formées par un atome. Mais il laisse inexpliqués un certain nombre de faits, tant en § 2.1.2
2
matière de stéréochimie (par exemple la rigidité des doubles liaisons et l'isomérie qui en résulte,
qu'en matière de réactivité (par exemple, le comportement des systèmes conjugués). Le modèle ondu- chap. 3,
§ 3.5
latoire est le plus « performant », notamment sur les points qui viennent d'être évoqués, mais il est
d'une approche plus difficile et le modèle de Lewis est largement utilité, malgré ses « faiblesses »,
lorsqu'il est suffisant.

4.2.1 Le modèle de Lewis

Cette description de la liaison covalente se réfère au modèle quantique de l'atome. Les électrons y
sont considérés comme des particules dont l'énergie est quantifiée (c'est-à-dire ne peut prendre que
certaines valeurs), caractérisées individuellement par les valeurs de quatre paramètres, les nombres
quantiques n, l, mets. Ils occupent des « cases quantiques», regroupées en sous-couches (s,p, detf),
elles-mêmes regroupées en couches (K, L, M, N, ...).
La liaison entre deux atomes est assurée par une paire d'électrons qui leur est commune et cette
situation peut être créée de deux façons :
• Covalence proprement dite : Chacun des deux atomes fournit un des électrons de sa couche
externe occupant seul une case quantique (électron impair ou célibataire). Ces deux électrons
s'apparient pour constituer le doublet commun aux deux atomes:

A'2.B> A.B ou A-B

Exemple
Constitution de la molécule d'ammoniac NH,

N 2s [Il] 2p H N H

t+ ou ---- 1
H H t n' H

75