Effet inductif et mésomère

[yousramedecine]

Bonjour à tous,

Je suis étudiante en première année de médecine générale et j'aurai quelques questions concernant la chimie et plus précisément l'effet inductif.

Voici la question que j'ai :

Quel type d'effet est présent dans la molécule CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3
a- un effet inductif -I
b- un effet inductif +I
c- effet mésomère -M
d- effet mesomère +M
e- aucun effet
Mon raisonnement a été le suivant: La molécule ne présente pas deux doubles liaisons séparées par une liaison simple, ce qui élimine la possibilité d'un effet mésomère. Ensuite, La présence d'un CH2 me met sur la piste d'un effet inductif -I, mais en ouvrant mon cours je trouve que le groupe donneur d'effet mésomère est un RCH2 et non pas CH2 seul, je reste donc hésitante à ce propos, en plus je ne comprends pas trop le vrai sens de l'effet inductif.

La 2eme question du QCM est la suivante : Quel type d'effet est présent dans la molécule : CH2Cl- COOH
inductif, mésomère, ou bien les deux à la fois ?

La présence du Cl me fait penser à un effet -I puis, +M, mais vu que l'effet mésomère l'emporte sur l'inductif , je coche +M. Au niveau de la correction je trouve -I, là aussi je ne comprends pas.

Une autre petite question mais celle là est un peu bizarre: Au fait je ne comprends pas comment deux atomes peuvent former une liaison par leurs électrons célibataires, je veux dire les éléctrons sont stables sur leurs orbitales à part entière donc s'ils vont former une liaison, ils doivent forcèment se déplacer, là encore "l'orbitale moléculaire" reste tellement floue

Voilà, merci encore pour votre aide !
PS: Ceci est mon deuxième compte sur le forum; le 1er, c'était l'année dernière, je préparais mon concours de médecine, et ce forum m'avait beaucoup beaucoup aidé, et fait partie de ma réussite, donc merci encore.
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[HarleyApril]

Bonsoir

La question est mal posée car on ne sait pas sur quelle partie de la molécule on regarde s'il y a un effet.

Pour répondre au plus simple, dans le cas de l'acide chloroacétique, le résidu chlorométhyle possède un effet électroattracteur dû à la présence du chlore (-I) qui va abaisser le pKa par rapport à celui de l'acide acétique non chloré. En effet, le caractère électroattracteur aide à stabiliser la charge négative sur la forme carboxylate de l'acide déprotonné.
Pas moyen d'écrire une forme mésomère faisant intervenir le chlore dans ce cas.

Tu notes donc que ma réponse se situe au niveau de l'effet de la partie CH2Cl sur le COOH.

C'est la précision qui manque dans ton exercice.

Cordialement

[HarleyApril]

PS: Ceci est mon deuxième compte sur le forum

Les comptes en double ne sont pas admis. Merci de demander à MH34 de réaliser la fusion des deux comptes (par message privé)

Pour la modération

[yousramedecine]

Très bien je note ta réponse! J'essaye de comprendre mais je ne vois pas comment tu fais pour choisir entre -I et +I, je veux dire quel effet "privilégies"-tu ?
Je tâcherai d'envoyer le message, merci encore

[A voir en vidéo sur Futura]

[Azaaar]

Salut, HarleyApril tu pourrais détailler s'il te plait car la réponse a ces questions m'intéresse aussi... Merci d'avance.

[mugu allegi]

Bonjour,

La question est mal posée car on ne sait pas sur quelle partie de la molécule on regarde s'il y a un effet.

En général comme on s'intéresse à la réactivité d'une molécule organique on va toujours regarder si un groupement exerce un effet électroattracteur/donneur sur la chaîne carbonée. Plus précisément au niveau du carbone auquel il est lié puisque ça devient potentiellement un centre réactif. Le déficit/excès de charge se propage ensuite de proche en proche en diminuant bien sur. Après si tu t'intéresses uniquement au caractère acido-basique d'une molécule tu vas plutôt considérer les effets qu'a le reste de la structure sur un groupe labile (donneur/attracteur de proton). En l'absence de précision comme dans ton cas je m'en tiendrais à la première option.

je ne vois pas comment tu fais pour choisir entre -I et +I, je veux dire quel effet "privilégies"-tu ?

Du coup si un groupe A est électroattracteur il a tendance a ramené la paire électrons vers lui ce qui polarise la liaison (iono-covalence) et entraîne un léger déficit de charge au niveau de l'atome auquel il est lié d'où l'effet -I (- parce qu'il attire, crée un déficit). En terme d'orbitale ça correspond à une densité de proba de présence des électrons plutôt "centrée sur A". Dans ton exemple les groupements Cl et COOH ont un effet -I. Pour l'effet mésomère c'est la même chose mais avec les électrons PI délocalisés (doublets non liant et doubles liaisons) mais pour ça il faut que la molécule puisse avoir des formes mésomères. Cl-CH2-COOH ne présente pas de structure conjuguée : pas de mésomérie = pas d'effet mésomère. Si c'était Cl-CH=CH2-COOH là COOH aurait un effet -M avec pour forme limite Cl-CH(+)-CH2=COH-O(-) et un déficit de charge net sur le carbone terminal.

Au fait je ne comprends pas comment deux atomes peuvent former une liaison par leurs électrons célibataires, je veux dire les éléctrons sont stables sur leurs orbitales à part entière donc s'ils vont former une liaison, ils doivent forcèment se déplacer, là encore "l'orbitale moléculaire" reste tellement floue.

Au contraire un électron célibataire c'est un spin non apparié, dans les orbitales s et p énergétiquement c'est très défavorable (toutefois moins que de laisser des orbitales dégénérées vacantes : cf Klechkowski). A la moindre occasion une liaison chimique va se former pour apparier cet électron à un autre au sein d'une orbitale moléculaire.

Un électron ne se "déplace" pas vraiment dans la molécule, c'est pas un objet physique macroscopique : y a pas de trajectoire. C'est plutôt un truc qui se comporte comme une onde de densité mais qui interagit comme un corpuscule de masse, spin et charge précises. Ca se délocalise, ça s'apparie, ça se propage à la limite mais ça ne se déplace pas. On le dit par abus de langage et on déplace des points avec des flèches pour rendre le truc plus digeste mais dans le monde quantique les positions absolues n'existe pas.

En espérant que ça t'aidera !

[HarleyApril]

Très bien je note ta réponse! J'essaye de comprendre mais je ne vois pas comment tu fais pour choisir entre -I et +I, je veux dire quel effet "privilégies"-tu ?
Je tâcherai d'envoyer le message, merci encore

Quand tu compares CH3COOH et CH2ClCOOH, tu compares en fait H et Cl.
Le chlore est plus électronégatif que l'hydrogène, il attire donc plus les électrons à lui. D'où l'effet -I.

Cordialement

[yousramedecine]

Je comprends beaucoup mieux, et je crois comprendre aussi que pour l'effet inductif , en présence du -I, le +I est négligé. En ce qui concerne l'explication des éléctrons j'ai tellement senti la chose!

Merci infiniment HarleyApril et mugu allegi

[HarleyApril]

Je comprends beaucoup mieux, et je crois comprendre aussi que pour l'effet inductif , en présence du -I, le +I est négligé. En ce qui concerne l'explication des éléctrons j'ai tellement senti la chose!

Merci infiniment HarleyApril et mugu allegi

de quel +I parles-tu ?

[yousramedecine]

Si nous avons une molécule de type : Cl-CH2-CH3, il existe aussi un effet +I de la part de CH3-CH2-, mais on prend compte uniquement de l'effet-I de Cl, voilà ce que je voulais dire

[mugu allegi]

Je comprends beaucoup mieux, et je crois comprendre aussi que pour l'effet inductif , en présence du -I, le +I est négligé.

Si nous avons une molécule de type : Cl-CH2-CH3, il existe aussi un effet +I de la part de CH3-CH2-, mais on prend compte uniquement de l'effet-I de Cl

Pas vraiment, l'effet inductif c'est juste dû à une différence d'électronégativité entre atomes ou groupements. En soi Cl n'a pas la propriété intrinsèque d'attirer les électrons (y a qu'à voir Cl2) ça n'arrive que quand la molécule est hétérogène comme dans HCl avec Cl plus électronégatif que H => la liaison est polarisée, iono-covalente.

On parle d'effet inductif que lorsqu'on veut prédire la réactivité d'une molécule organique. A partir de là faut se donner une référence en terme d'électronégativité : tu peux dire que Cl a un effet -I et CH3 +I (très faible) sur le C (pris comme référence) de CH2 ou à l'inverse que CH2CH3 a un effet +I sur Cl (pris comme référence) mais pas les 2 à la fois.
Par convention on va prendre la première option parce qu'on se doute qu'aucune liaison n'est possible sur Cl et on va prédire qu'une espèce nucléophile va réagir sur le C de CH2 car il y a un déficit de charge dû à l'effet -I de Cl. Effet I qui n'est qu'une manière pratique de traiter le fait que la liaison est iono-covalente (diff d'éléctronégativité) et l'infuence que ça a sur la réactivité de la molécule.

Après l'étape suivante c'est de prendre différentes molécules et de comparer leur réactivités en comparant ces effets (c'est là que ça devient vachement pratique).