Le Soufre

[inviteb8091efc]

Bonjour!
Je suis en première S, et mercredi je dois passer l'oral de mon TPE. Celui-ci tourne pas mal autour de le taurine, et dans la topologique de cette dernière, on peut voir un atome de soufre avec 6 liaisons covalentes, tandis que nous avons uniquement vu en classe des soufres avec 2 liaisons. Notre professeur nous a dit que nous risquions de devoir l'expliquer lors des questions après notre présentation, cependant, nous ne savons pas comment faire. On nous a expliqué que c'était un phénomène lié au sous-couches, mais nous n'en savons pas plus. Est-ce que quelqu'un peut nous aider s'il-vous plaît?
Merci.
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[inviteefe4bf68]

Une molécule comme SF6 , le souffre peut avoir 12 electrons car son orbitale 2d n est pas remplie. les elements de la troisieme periode peuvent parfois accepter plus de 8 electrons avec leur orbitale d, inexistante dans les deux premieres periodes.

[inviteef483d16]

Salut,

je ne vois pas bien ce que les électrons des couches internes viennent faire là-dedans...

En gros, le soufre c'est comme l'oxygène! Si on prend le modèle de Lewis, le soufre à deux doublets électroniques (=4 électrons) et deux électrons célibataires sur sa couche de valence (comme l'oxygène). Au total: 6 électrons de valence.

Dans la taurine, il y a deux liaisons et deux liaisons .

Les deux électrons célibataires du soufre sont partagés avec d'un côté l'oxygène du groupe OH et de l'autre le carbone. Cela forme les deux liaisons sigma. Ensuite chaque doublet électronique du soufre est partagé avec les deux électrons célibataires d'un oxygène pour former une double liaison (=liaison ). Comme il y a deux doublets sur le soufre, on obtient deux liaisons avec les oxygènes.

Maintenant, pourquoi peut-on avoir jusqu'à 6 liaisons avec le soufre et seulement deux avec l'oxygène alors qu'ils ont tous deux la même structure électronique? En résumé, cela vient du fait que le soufre est un atome plus gros ( car il a plus d'électrons) que l'oxygène. La conséquence pour l'atome de soufre est que les électrons de sa couche de valence sont moins bien liés à son noyau et donc plus susceptibles d'être partagés avec d'autres atomes. C'est vrai pour les électrons célibataires et pour les paires libres du soufre tandis que pour l'oxygène seuls les électrons célibataires sont partagés avec d'autres atomes. Un autre façon de dire la même chose est de dire que l'oxygène est plus électronégatif que le soufre. L'électronégativité est la capacité d'un atome à attirer vers lui les électrons. Plus un atome est électronégatif, moins il cède ses électrons.

[invite23c3b775]

L'oxygène obéit à la règle de l'octet, comme tous ses potes de la période 2.
Passé la période 2, càd à partir de la période 3, certains éléments peuvent être hypervalents.
Certes l'oxygène est comme le soufre, a deux électrons célibataires et deux doublets non liants, mais le soufre peut aller jusqu'à 6 liaisons, tout comme le chlore dans ClO₄^-, qui en a 7.


La structure électronique de l'oxygène est 1s² 2s² 2p⁴. Pour faire simple, les électrons des couches très proches du noyau (jusque 2p^X), ils sont trop énergiques pour pouvoir se lier à d'autres éléments.
Pour le soufre, ses orbitales de valence, 3s2 3p4, sont plus réactives et permettent de faire plus de deux liaisons, d'autant plus que le soufre est bien plus gros que l'oxygène.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea85ccf09]

Dans la taurine, il y a deux liaisons et deux liaisons .

Les deux électrons célibataires du soufre sont partagés avec d'un côté l'oxygène du groupe OH et de l'autre le carbone. Cela forme les deux liaisons sigma. Ensuite chaque doublet électronique du soufre est partagé avec les deux électrons célibataires d'un oxygène pour former une double liaison (=liaison ). Comme il y a deux doublets sur le soufre, on obtient deux liaisons avec les oxygènes.

Attention, tu es en train d'insinuer qu'une double liaison n'est formée que d'une liaison , ce qui est faux.

Une double liaison comme celle rencontrée avec le soufre de la taurine ou celle rencontrée dans un alcène est constituée d'une liaison à laquelle vient s'additionner une liaison , ce qui nous donne un total de 4 liaisons et deux liaisons pour l'atome de soufre de la taurine.

Puis je ne vois pas ce que vienne faire les comparaisons d'énergie des orbitales 2s et 2p avec les orbitales 3s et 3p ou encore les différences d'électronégativité pour statuer sur une éventuelle hypervalence.

L'hypervalence est due à la présence des orbitales d disponibles à proximité (les orbitales 3d).
Dans le cas de l'azote, de l'oxygène ou du fluor, il n'y a pas d'orbitales 2d existantes, les électrons seraient alors obligés de s'hybrider dans des orbitales appartenant à la couche n=3 s'ils voulaient faire de l'hypervalence, ce qui n'est pas possible car ces orbitales sont trop éloignées en énergie.
Dans le cas du phosphore, du soufre et du chlore, les orbitales de la sous couche 3d sont là et permettent aux atomes de s'hybrider de manière à pouvoir réaliser plus de liaisons que leur homologues de la 2eme période.

[inviteb8091efc]

Merci à tous