Liaisons dites riches en énergie.

[Novocaine]

Bonjour tout le monde.
J'ai besoin de quelques clarifications.. Je sais que les liaisons chimiques existent car les atomes mis en jeu sont du coup plus stable. Il faut donc apporter de l'énergie pour rompre une liaison. Plus il faut apporter de l'énergie et plus une liaison est solide. Jusqu'ici, tout va bien. Cependant, il existe des liaisons qui sont dites "riches en énergie"(liaison anhydride par exemple) qui libèrent donc de l'énergie. Comment celà est il possible? De plus j'aimerais savoir de quelle forme est cette énergie dégagée.. Chaleur? Je sais qu'il y a une histoire de mésomérie(ou de résonance, comme vous voulez). La délocalisation des éléctrons rendrait la liaison plus énergétique? comment?
Voilà, je crois qu'il me manque quelques notions pour comprendre. Merci d'avance pour votre aide.
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[inviteca614eab]

Salut,

Mes connaissances sont assez limitées en chimie mais d'après moi, il peut y avoir libération d'énergie car tu passes d'un système A vers un système B qui sera plus stable. En fait, au cours des réactions chimiques, il y a des rupture de liaison qui nécessite de l'énergie mais également la formation de liaison qui est exothermique. Le bilan énergétique globale devra donc prendre en compte à la fois la formation et la rupture de liaison. Pour la mésomérie, on considére en général que cela stabilise le système (circulation d'électron par exemple pour stabiliser un atome avec une charge partielle positif). Pour l'anhydride, c'est vrai qu'il y a conjugaison, mais elle se fait de deux cotés (sur les deux CO) donc elle sera probablement moins efficace que sur un acide (qui est un bon groupe partant à cause justement de la conjugaison). J'espère avoir pas trop dis de bétises et que quelqu'un t'apportera une réponse plus précise. Mais bon ça ouvre le débat.

[invite1c3dc18e]

Bonjour tout le monde.
J'ai besoin de quelques clarifications.. Je sais que les liaisons chimiques existent car les atomes mis en jeu sont du coup plus stable. Il faut donc apporter de l'énergie pour rompre une liaison. Plus il faut apporter de l'énergie et plus une liaison est solide. Jusqu'ici, tout va bien. Cependant, il existe des liaisons qui sont dites "riches en énergie"(liaison anhydride par exemple) qui libèrent donc de l'énergie. Comment celà est il possible? De plus j'aimerais savoir de quelle forme est cette énergie dégagée.. Chaleur? Je sais qu'il y a une histoire de mésomérie(ou de résonance, comme vous voulez). La délocalisation des éléctrons rendrait la liaison plus énergétique? comment?
Voilà, je crois qu'il me manque quelques notions pour comprendre. Merci d'avance pour votre aide.

je crois pas qu'il y des notions qui te manquent

Quand on parle de liaison riche en énergie, cela veut seulement dire que pour les rompre il faut fournir beaucoup d'énergie, et inversément que quand elle se forme on a un dégagement important d'énergie.

La délocalisation des électrons stabilise la liaison, il faut donc fournir plus d'énergie pour la rompre et elle est donc plus énergétique.

Les liaisons ne libèrent de l'énergie que quand elles sont rompues.

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[Novocaine]

Tout d'abord, merci pour vos réponses!

Quand on parle de liaison riche en énergie, cela veut seulement dire que pour les rompre il faut fournir beaucoup d'énergie, et inversément que quand elle se forme on a un dégagement important d'énergie.

Je pensais pareil avant pourtant on dit que les deux liaisons anhydrides de la molécule d'ATP sont riches en énergie car elle fournit "beaucoup" d'énergie lors d'une rupture. Il faut donc beaucoup d'énergie pour la mettre en place. Pour la formation, cette énergie est obtenue mécaniquement.
Je comprends ce que dis Léo2, il y a bien des liaisons "exothermiques" qui se mettent en place au prix d'une dépense d'énergie à sa formation. C'est donc de la chaleur qui se dégage. Tout ça, ça me parait logique. En fait, intuitivement c'est facil à comprendre. Mais je voulais savoir ce qui se passait exactement à l'échelle des éléctrons. Genre, ils descendent d'un niveau d'énergie ce qui donne naissance à un photon thermique. C'est mon imagination qui joue là mais j'aimerais connaître le mécanisme.. en gros si c'est compliqué.J'éspère que la question est comprehensible. Je veux pas d'équation thermodynamique!

Je sais juste que la liaison anhydride et riche en énergie donc instable et donne naissance à 2 composés stables qui dégagent donc de l'énergie mais c'est un raisonnement trop simple. En fait ça sera aussi bien d'étudier pourquoi la mise en place d'une liaison anhydride demande beaucoup d'énergie. Pourquoi cette liaison est elle plus instable par rapport à une autre. Comme je l'ai déjà dit. Je sais que c'est une histoire de mésomérie mais j'aimerais savoir exactement pourquoi pour rejoindre ma première question sur le dégagement de chaleur. Léo2, il y a 2 groupements CO de chaque coté de la liaison anhydride c'est vrai ça repousse donc les éléctrons. Les éléctrons doivent être plus du coté opposé de la liaison.. Donc liaison moins stable sûrement mais alors pourquoi dégagement de chaleur?

voilà, je m'arrête là! J'espère que c'est trop saoulant à lire..

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteca614eab]

Salut

Concernant l'instabilité des anhydrides, en considérant la forme mésomère, on forme une charge positive sur l'oxygène qui partage son doublet non liant avec un des C=O. La conséquence c'est que l'oxygène (avec une charge positif) va attirer à lui les électrons de l'autre coté et affaiblir considérablement la liaison c-o de l'autre coté rendant encore plus électrophile le carbone de l'autre c=o. c'est pas très claire (ça serait plus facile à te montrer sur chem draw). c'est pareil pour l'ATP. Si un nucléophile (l'eau par exemple) passe dans le coin, il attaquera donc le C=O rendu plus électrophile par mésomérie. Au niveau des électrons, mes notions en chimie physique sont malheureusement rudimentaire. Pour l'anhydride, je pense que le recouvrement entre les orbitales de l'oxygène et du C=O (celui rendu électrophile) sera faible car les électrons ne seront pas mis en commun (et l'effet de répulsion entre l'oxygène avec la charge partielle plus et le C=O également électropositif). On n'aura pas le même problème aves les produits de la réaction. Ainsi, l'énergie des orbitales moléculaires devrait etre plus basse pour les produits que pour le réactif. Je ne sais pas si la réaction peut s'accompagner d'émission de photons. En général l'émission de photons résulte du passage d'un électron (exité) dans un niveau d'énergie vers un niveau d'énergie plus bas. Je ne pense pas que ça concerne ce type de réaction (mais bon j'en sais rien) Concernant la libération d'énergie, je ne connais pas le mécanisme et je ne peux rien te dire de plus en dehors de mon explication (super basique je le reconnais) de mon message précedent. J'espère qu'un "pro" de la chimie physique pourra répondre à tes questions et vérifier que je t'ai pas raconté n'importe quoi.

[Novocaine]

Salut Léo2, tout d'abord, évidemment, je voulais dire " pas trop saoulant " à la fin de mon message...
Je comprends ce que tu veux dire, les éléctrons des produits formés peuvent se répartir correctement et donc rejoindre des niveaux d'énergies plus basses qui n'est pas possible avec la liaison anhydride à cause de la mésomérie. Mais j'aimerais connaitre le mécanisme de dégagement de chaleur car ensuite je comprendrais mieux la liaison anhydride. Je parlais de photon car pour moi la chaleur c'est due à des ondes infrarouges donc il y a des photons-ondes en jeu.
Je te remercie pour ta réponse! Moi aussi j'espère qu'un "pro" vienne nous éclairer.

[HarleyApril]

Considérons la réaction d'hydrolyse d'un anhydride en deux acides.
Dans le produit, si on écrit la forme anionique, la résonnance stabilise le composé (formes mésomères)
Si on écrit la forme protonée, on peut écrire des formes résonnantes, mais également un équilibre de formes tautomères.
Regardons maintenant les électrons des liaisons simples entre l'oxygène et le phosphore (ou le carbone pour un carboxylate)
Dans le cas de l'anhydride, chaque phosphoryle (ou carbonyle) va tirer la couverture électronique à lui ce qui fragilise la liaison.
Si on regarde la double liaison dans le réactif, on note que son substituant n'est pas stabilisant, puisqu'il tire les électrons à lui
Si on la regarde dans le produit, le substituant est prêt à mettre des électrons en commun (on le voit mieux dans le cas de l'anion), ceci stabilise la molécule
Au global, on voit donc que le réactif est déstabilisé et le produit est stabilisé
C'est pour ça qu'il y a une réaction très favorisée d'un point de vue thermodynamique. On a donc un réactif beaucoup plus haut en énergie que le produit.
J'espère que ces explications un peu grossières vous aideront.

[Novocaine]

Merci Harley,
Mais j'aimerais connaitre le mécanisme exact intégrant le déplacement d'éléctrons ect.. Moi je vois les choses comme ça pour l'instant: la mésomérie empêche donc les éléctrons de rejoindre un niveau de basse énergie normalement disponible dans une liaison car il y a répulsion des deux cotés. Les éléctrons restent plutôt près de leur noyau respectif à un niveau d'énergie plus élevé. Lors de la rupture de la liaison(nécéssite t elle une petite dépense d'énergie?), ces éléctrons peuvent se répartir correctement autour des deux acides et ne sont plus génés pour rejoindre un niveau d'énergie plus bas. Il y a perte d'énergie et la différence de niveau d'énergie correspond à l'émission d'un photon infrarouge (ou des photons). Je sais pas si c'est juste ce que je dis mais j'aimerais comprendre les choses de cette façon. Merci de bien vouloir m'aider.