Qu’est-ce que la méthode VSEPR ?
VSEPR signifie valence shell electron pair repulsion, c’est-à-dire répulsion des paires d’électrons de la couche de valence. Les domaines autour d’un atome central se repoussent et s’éloignent le plus possible. Une liaison ou un doublet non liant forme un domaine. Une liaison double ou triple forme aussi un seul domaine, car ses électrons pointent dans la même direction.
Ne confonds pas ces deux termes :
- Géométrie électronique : la disposition de tous les domaines, doublets non liants compris.
- Forme de la molécule : la disposition des atomes seulement, sans les doublets non liants.
Tableau de la géométrie électronique et de la forme des molécules
Chaque ligne correspond à un nombre total de domaines, et chaque colonne à un nombre de doublets non liants. Le nombre de liaisons est la différence entre les deux.
| Géométrie électronique | 0 doublet non liant | 1 doublet non liant | 2 doublets non liants | 3 doublets non liants |
|---|---|---|---|---|
| Linéaire (2 domaines) | Linéaire, 180°, CO2 | — | — | — |
| Triangulaire plane (3) | Triangulaire plane, 120°, BF3 | Coudée, ≈120°, SO2 | — | — |
| Tétraédrique (4) | Tétraédrique, 109.5°, CH4 | Pyramide trigonale, 107°, NH3 | Coudée, 104.5°, H2O | — |
| Bipyramide trigonale (5) | Bipyramide trigonale, 90°/120°, PCl5 | Bascule, ≈90°/120°, SF4 | En T, 90°, ClF3 | Linéaire, 180°, XeF2 |
| Octaédrique (6) | Octaédrique, 90°, SF6 | Pyramide à base carrée, 90°, BrF5 | Plan carré, 90°, XeF4 | — |
Une molécule à 1 liaison a 2 atomes : elle est donc toujours linéaire.
De la plus forte à la plus faible, les répulsions sont : doublet non liant avec doublet non liant, doublet non liant avec liaison, et liaison avec liaison. Les doublets non liants rapprochent donc les liaisons et réduisent les angles. Dans une bipyramide trigonale, un doublet non liant se place dans le plan trigonal. Dans un octaèdre, 2 doublets non liants se placent à l’opposé l’un de l’autre.
Comment compter les doublets non liants ?
- Trouve le nombre d’électrons de valence de l’atome central.
- Retire les électrons engagés dans les liaisons : 1 pour une liaison simple, 2 pour une liaison double, 3 pour une liaison triple.
- Divise les électrons restants par 2 pour obtenir le nombre de doublets non liants.
Par exemple, dans SF4, le soufre a 6 électrons de valence. Parmi eux, 4 sont engagés dans les liaisons, ce qui laisse 2 électrons, soit 1 doublet non liant. Avec 4 liaisons et 1 doublet non liant, la molécule a une forme à bascule.
Essaie les formes VSEPR dans l’application Nalukh chem
Change les liaisons, les doublets non liants et l’ordre de liaison, puis vérifie la géométrie électronique, la forme et l’angle. Ce simulateur fait partie de l’accès complet. Le téléchargement est gratuit. Sans compte, tu as accès à 2 chapitres et 5 simulateurs.
Comment utiliser le simulateur ?
- Le simulateur s’ouvre sur une molécule à 4 liaisons sans doublet non liant. La boule violette A est l’atome central.
- Dans le panneau du bas, utilise les boutons − et + des lignes Liaison et Doublet non liant pour ajouter ou retirer des domaines. Leur somme ne peut pas dépasser 6.
- Lis la forme de la molécule, la géométrie électronique et l’angle de liaison sur la carte en haut à gauche.
- Les boutons Simple, Double et Triple dessinent toutes les liaisons avec cet ordre de liaison.
- Le bouton Voir les angles trace un arc entre les deux premières liaisons et écrit la valeur de l’angle.
- Le bouton jaune en haut à droite revient à l’état de départ.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Garde un total de 4 domaines et règle les doublets non liants sur 0, 1, puis 2. Qu’est-ce qui ne change pas ? Réponse : la géométrie électronique reste tétraédrique, et la forme passe de tétraédrique à pyramide trigonale, puis à coudée.
- Règle 3 liaisons et 1 doublet non liant, puis appuie sur Double et Triple. La forme change-t-elle ? Réponse : non, elle reste une pyramide trigonale.
- Prédis la forme de XeF4 et vérifie-la. Le xénon a 8 électrons de valence. Réponse : 4 liaisons, 2 doublets non liants, plan carré.
Erreurs fréquentes
- Écrire la géométrie électronique à la place de la forme. La géométrie électronique de NH3 est tétraédrique, mais sa forme est une pyramide trigonale.
- Compter une liaison double comme 2 domaines. CO2 a 2 liaisons doubles, et il a 2 domaines.
- Compter les doublets non liants des atomes externes. Seuls les doublets non liants de l’atome central agissent sur la forme.
Si c’est ta première fois, commence par les bases de la géométrie des molécules.
