La charge des anions complexes

[invite9841c162]

Bonjour tout le monde, je suis nouveau sur ce forum, je viens tout juste de m'inscrire, ça fesait déja un moment que j'y pensais mais là je rencontre un petit problème dans mon cours de chimie, c'est pourquoi je fais appel à vous. Cela concerne la nomenclature:
Je nomme la molécule par deux éléments ( A et B).
Lorsqu'on a un oxanion complexe de type BOx, il arrive que l'élément B puisse présenter plusieurs combinaisons avec l'Oxygène, il faut alors des terminaisons spécifiques pour distinguer les différents oxanions complexes, exemple pour un cas ou deux combinaisons sont possibles:
PO4³-phosphate de ...
PO3³-phosphite de ...

Alors voila ce que je ne comprends pas: dans le cas du PO3, je suppose que la combinaison se fait comme ceci: P a 5e- sur sa dernière couche et O en a 2 donc je donne pour un O un doublet d e- provenant du P, pour un deuxième O 2e- et pour le troisième 1 e- mais pour le PO4, ce n'est pas possible car on a un O de trop, il ne saurait pas se combiner avec un seul P!
Et ma deuxième question: pourquoi la charge de l'anion PO4³- est elle ''3-'' alors que l'O à besoin de 2 e- pour etre stable????

J'attends vos réponses avec impatience, merci.
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[philou21]

Bonjour et bienvenue.

Le plus simple pour bien comprendre tout ça est d'écrire les structures de Lewis de tes ions.

Par exemple pour PO₃^3-, les trois O sont sous forme O^-, ils présentent donc un électron célibataire chacun. Le P à un doublet et 3 électrons célibataires.

Tu va donc former 3 liaisons en appariant les électrons célibataires.

[moco]

On peut aussi procéder ainsi, dans le cas du ion phosphite PO₃^3- :
Tu mets un atome P avec ses 5 électrons périphériques (5 points) autour de la lettre P. Tu approches trois atomes O (avec chacun ses 6 électrons périphériques), depuis trois directions différentes, à gauche, à droite, et en haut, par exemple. Chacun des O fait pareil : il consacre un de ses 6 électrons pour se crocher avec un des 5 électrons de P. Ceci fait, chaque atome O reçoit ensuite un électron d'origine extérieure (d'un atome H ou Na), de manière à former le ion phosphite chargé trois moins : PO₃^3-
Quand c'est fait, tous les atomes P et O ont la configuration d'un gaz noble, donc sont entourés de 8 électrons. Tout va bien.

Pour faire le ion phosphate PO₄^3-, il faut crocher un atome O supplémentaire. Cet atome O doit être neutre, donc avoir 6 électrons extérieurs. On le fait en utilisant les deux derniers électrons du phosphore qui n'ont pas encore servi. Cette jonction provoque la formation d'une double liaison entre P et ce 4ème atome O. Il se forme bien l'ion phosphate PO₄^3-; mais l'atome P est alors entouré de 5 doublets. Comme cette structure ne suit pas la règle de l'octet, on peut envisager des remaniements internes. Par exemple, avant de se crocher au 4ème O, P peut donner un de ses 2 derniers électrons à O qui devient alors momentanément le ion O^- (entouré de 7 électrons), et P devient chargé P⁺. Le dernier de ses 5 électrons se croche alors avec l'un des 7 électrons de l'ion O^-, et cela fait le ion phosphate PO₄^3-.

[invite9841c162]

Oui donc si je comprends bien, je commet une erreur en disant que pour le PO3³-, P donne un doublet à un O? En fait le doublet ne sera utilisé que pour le PO4³-, c'est bien ça? Ca expliquerait en effet la charge ...
PO4³-m indiquerait donc que parmis les 4 O, 3 auraient un e- célibataire, c'est bien ça?

[A voir en vidéo sur Futura]

[philou21]

Oui donc si je comprends bien, je commet une erreur en disant que pour le PO3³-, P donne un doublet à un O? En fait le doublet ne sera utilisé que pour le PO4³-, c'est bien ça? Ca expliquerait en effet la charge

Tu as tout compris...

PO4³-m indiquerait donc que parmi les 4 O, 3 auraient un e- célibataire, c'est bien ça?

Des e célibataires avant de former les liaisons, parce que dans l'ion PO₃^3-, il n'y en a plus.

[invite9841c162]

Ok ok, mocco et philou21 je vous remercie de m'avoir éclairé, à bientot.

[invite9841c162]

J'ai deux nouvelles petites questions:
Pourquoi le nitrate de ... est-il représenté par NO3- alors qu'il pourrait être plus oxygéné: NO4³-??? Il a en effet le meme nombre d e- que le PO4³- sur sa couche ext.
Et deuxième question: je dissocie LiAlH4 dans l'eau j'obtiens Li+(aq) + Al³+(aq) + 4H-(aq)
Comment se fait-il que le H porte une charge négative alors que c'est un donneur d'e- ?

[philou21]

J'ai deux nouvelles petites questions:
Pourquoi le nitrate de ... est-il représenté par NO3- alors qu'il pourrait être plus oxygéné: NO4³-??? Il a en effet le meme nombre d e- que le PO4³- sur sa couche ext.
Et deuxième question: je dissocie LiAlH4 dans l'eau j'obtiens Li+(aq) + Al³+(aq) + 4H-(aq)
Comment se fait-il que le H porte une charge négative alors que c'est un donneur d'e- ?

NO₄^3- doit effectivement pouvoir exister, mais il n'est sans doute pas très stable. Le phosphore peut, lui, se servir des orbitales d afin de former des liaisons plus fortes avec l'oxygène.
En Lewis on peut écrire la quatrième liaison PO comme une liaison dative P vers O ou bien, en se servant des orbitales d, comme d'une double liaison. Chose impossible avec N puisque pas d'orbitales d disponibles.

H n'est pas donneur d'électron, son électronégativité est moyenne, dans LiAlH4 il est opposé à des éléments plus électropositif que lui, il prendra donc la charge négative.

[invite728f00a0]

"H n'est pas donneur d'électron, son électronégativité est moyenne, dans LiAlH4 il est opposé à des éléments plus électropositif que lui, il prendra donc la charge négative."

Sa m'intéresse ! C'est une question de polarité et négativités ?

[benji17]

C'est une question d'electronégativité! C'est une grandeur caractéristique de chaque atome qui permet d' "orienter" les electrons sur tel ou tel atome, et donc de polariser la molécule. Regarde donc par ici...

[philou21]

Heu, c'est une question d'électronégativité, la polarité des liaisons en découle.
L'échelle va de 0.7 (Francium) à 4 (Fluor).
H a une électronégativité de 2.2 très voisine de celle du carbone (2.55) donc disons assez moyenne.
Li : 0.98 et Al 1.61 sont donc des éléments plus électropositifs que H.

edit croisement avec benji...

[benji17]

Y'a pas de mal! Ta réponse est plus complète de toute façon!
Sinon, pour ajouter un ptit point qui peut etre sympa a savoir concernant l'électronégativité, c'est que grosso modo, dans le tableau périodique, tu plus va vers la colonne de droite (halogénes), et plus tu es sur une ligne "haute", plus ton atome est électronégatif ! On retrouve ainsi ce qu'a dit philou, que le Fluor est l'atome le plus électronagatif !
Cdlt!

[invite9841c162]

Oui tu as tout à fait raison, je suis tellement habituer d'associer H avec O et donc de lui attribuer le statut de ''donneur'' que je n'avais pas fait attention à regarder l'électronégativité des éléments, c'est quand meme bizarre qu'il soit si électronégatif alors qu'il n'a qu'un seul e- sur sa dernière couche... Les autres éléments de son groupe ont une électronégativité comprise entre 0,7 et 1,0.

[philou21]

...c'est quand meme bizarre qu'il soit si électronégatif alors qu'il n'a qu'un seul e- sur sa dernière couche... Les autres éléments de son groupe ont une électronégativité comprise entre 0,7 et 1,0.

Non, c'est pas bizarre. L'hydrogène a, en fait, sa dernière couche à moitié remplie (1/2) ce qui le place a peut près comme le carbone (4/8).

Au niveau des propriétés, il est très mal placé dans le tableau...
Les autres éléments du groupe commence tout juste a remplir leur dernière couche, pour lui, elle est déjà a moitié pleine...

[invite9841c162]

NO₄^3- doit effectivement pouvoir exister, mais il n'est sans doute pas très stable. Le phosphore peut, lui, se servir des orbitales d afin de former des liaisons plus fortes avec l'oxygène.
En Lewis on peut écrire la quatrième liaison PO comme une liaison dative P vers O ou bien, en se servant des orbitales d, comme d'une double liaison. Chose impossible avec N puisque pas d'orbitales d disponibles.

H n'est pas donneur d'électron, son électronégativité est moyenne, dans LiAlH4 il est opposé à des éléments plus électropositif que lui, il prendra donc la charge négative.

Ok philou mais par exemple j'ai un exercice ou on me demande d'établir l'équation bilan entre le nitrate de chrome et le sulfure d'amonium, comment puis-je savoir si je dois attribuer au nitrate NO3- ou NO4³-? c'est assez délicat car ça changera tout: et les réactifs et les produits... Je pense que je dois le retenir par coeur.

[philou21]

... Je pense que je dois le retenir par coeur.

Oui... comme beaucoup de choses en chimie