Chimie PCSI 1ère période

[invited544d075]

Bonjour, j'ai juste quelque questions sur le programme de PCSI de 1ère période.
>Deux réactions opposées ont-elles la même vitesse de réaction ?

>Est-ce que les radicaux sont juste des molécules qui manquent d'un seul électron par rapport à l'octet ? Ou plusieurs électrons ? Les radicaux sont-ils toujours neutres (=des molécules) ? Les atomes comme le Lithium et le Fluor sont-ils des radicaux ? Les radicaux ont-ils forcément un moment dipolaire ?

>Les éléments (ou composés) avec un point (en haut à droite) sont des éléments (ou composés) radicalaires ? Sont-ils forcément des intermédiaires réactionnels ? Les intermédiaires réactionnels ont-ils forcément un point ?

>Une lacune électronique indique le manque d'un seul ou de deux électrons par rapport à l'octet ?

>Pourquoi H-O-H (molécule d'eau) est-elle nucléophile vu qu'elle n'a pas d'excès en électrons ?

>Peut-on parler d'effet mésomère donneur ou attracteur même si il y a apparition d'une charge formelle ?

Merci d'avance pour vos éclaircissments.
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[ZuIIchI]

je vais numéroter tes questions de 1) à ...

1) une réaction est rarement totale au point de consommer tout le réactif si ils sont introduits en proportions stoechiométriques. Il en résulte un équilibre à l'échelle moléculaire (=microscopique). tu auras 2 réactions qui vont se compenser. pour une réaction A + B <=> C + D on aura à la fois A + B --> C + D et en même temps du produit formé va réagir selon C + D --> A + B.
Une sera favorisée mais l'autre ne se produira quasiment pas ( s'il ny a pas d'apport d'énergie) pour les vitesse je ne sais pas je n'ai aps encore eu de cours de cinétique.

2) les radicaux dont des espèces auxquelles il manque généralement 1 électron pour satisfaire la règle de l'octet (2 électrons libres je n'ai jamais vu peut-être parce qu'ils sont encore plus réactifs que les radicaux à 1 électron célibataire)
Ce ne sont pas les seuls intermédiaires réactionnels : il y a aussi les carbocations et carbanions qui sont courrants (ions du carbone + ou -)

3) les entités avec un point sont des radicaux libres ils peuvent être neutre, positifs ou négatifs (j'ai travaillé sur les réactions de grignart en tp regarde ce pdf ou il y a un exemple : http://membres.multimania.fr/manudib...e/08020473.pdf)
oui les radicaux sont des intermédiaires car ils cherchent à tout prix à récupérer un électron et pour ce faire ils en prennent n'importe où (ce qui est dangereux pour la santé cf. certaines maladies) donc il ne reste qu'une infime fraction de seconde à l'état de radical.

4) si tu as 1 carré à côté d'une molécule c'est qu'il manque 1 électron. Pour le Mg2+ par exemple on peut metter 2 cases vides car il lui manque 2 électrons (il y a l'exemple dans le pdf où Mg est stabilisé par Et2O (=nucléophile comme H2O) )

5) H2O est nucléophile car le O possède 2 doublets non-liants ce qui fait de lui une base de Lewis (qui sont nucléophiles)

6) bien sûr +M et -M peuvent faire apparaitre des charges formelles

[invited544d075]

Bonjour, déjà merci pour votre réponse mais j'ai un petit soucis, je suis sur que sur le Li dans le LiH il y a trois lacune or par rapport à l'octet il manque 6 électrons donc il devrait y avoir 6 lacunes.
Question : est-ce qu'une lacune peut indiquer le manque d'1 é- ou de 2 é- en fonction du cas ?

[franzz]

Bonjour

>Deux réactions opposées ont-elles la même vitesse de réaction ?

si l'equilibre est atteint oui, sinon non.


>Est-ce que les radicaux sont juste des molécules qui manquent d'un seul électron par rapport à l'octet ? Ou plusieurs électrons ? Les radicaux sont-ils toujours neutres (=des molécules) ? Les atomes comme le Lithium et le Fluor sont-ils des radicaux ? Les radicaux ont-ils forcément un moment dipolaire ?

un radical est une espece chimique avec 1 electron externe non apparié. donc pas de rapport avec la charge neutre ou non. les 2 sont possibles. Li2+ serait un radical mais je ne sais pas si c'est une espèce qui peut exister. les radicaux n'ont pas forcement de moment dipolaire (à confirmer)

>Les éléments (ou composés) avec un point (en haut à droite) sont des éléments (ou composés) radicalaires ? Sont-ils forcément des intermédiaires réactionnels ? Les intermédiaires réactionnels ont-ils forcément un point ?

le point représente l'electron celibataire, donc oui c'est un radical.

les radicaux ne sont pas forcement que des intermédiaires reactionnels. comme ils sont assez reactifs ils induiront des réactions supplémentaire. si un radical est produit il aura tendance à reagir.

les intermediaires reactionnels ne sont pas forcement des radicaux

>Une lacune électronique indique le manque d'un seul ou de deux électrons par rapport à l'octet ?

une lacune est une orbitale vide donc la réponse est 2

>Pourquoi H-O-H (molécule d'eau) est-elle nucléophile vu qu'elle n'a pas d'excès en électrons ?

l'oxygene a des doublets non liants qui peuvent faire des liaisons (ex. H2O --> H3O+). le caractere nucleophile n'est pas directement lié à un exces d'electron (exces par rapport à quoi?)

>Peut-on parler d'effet mésomère donneur ou attracteur même si il y a apparition d'une charge formelle ?

si une espece met en commun un doublet d'electron avec une autre molecule, elle perd un electron et une charge +d apparait. je dirais donc "oui".

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited544d075]

Merci beaucoup je pense avoir bien compris maintenant !

[Reload]

Bonjour,
Toutes les questions ont trouvées une réponse j'ajouterai juste un petit quelquechose:

>Pourquoi H-O-H (molécule d'eau) est-elle nucléophile vu qu'elle n'a pas d'excès en électrons ?

l'oxygene a des doublets non liants qui peuvent faire des liaisons (ex. H2O --> H3O+). le caractere nucleophile n'est pas directement lié à un exces d'electron (exces par rapport à quoi?)


Le caractère nucléophile est lié a une "facilité" a lier ses électrons a d'autres atomes! l'éxces d'électrons est nécessaire que ce soit au niveau liant ou anti-liant!
Car une molécule qui a un déficit en électrons ne pourra pas être nucléophile!


N'hésites pas si tu as d'autres questions car démarrer une 2eme semestre de PCSI avec des doutes peut être dangereux j'en sais quelque chose ^^

[invited544d075]

Bonsoir, je t'avoue Reload ne pas avoir bien compris ton explication pour la nucléophilie de H-O-H.
"Le caractère nucléophile est lié a une "facilité" a lier ses électrons a d'autres atomes!"
Comment fait-on pour savoir si une molécule a une "facilité" à lier ses électrons aux autres ? Ici ça se voit parce qu'on sait que H₃O⁺ est "stable" car abondant dans l'eau (non distillée en tout cas) mais sinon en général (mis à part les carbanions, les anions, les halogénures(F^-, Cl^-, I^-...)), comment fait-on pour savoir si une molécule est nucléophile? Peut-on juste se baser sur la différence d'éléctronégativité des atomes liés ? (pour H-O-H : 2,5-2,2=0,3~0) ?
Et j'ai pas bien compris cette partie :"l'éxces d'électrons est nécessaire que ce soit au niveau liant ou anti-liant!"

Sinon en ce qui concerne les lacunes électroniques j'ai de nouveau un doute : il est dit plus haut qu'une lacune électronique correspond à un manque de deux électrons par rapport à l'octet or : CH₃⁺ a une lacune électronique sur son Carbone, alors qu'il ne manque qu'un électron par rapport à l'octet à ce groupement alkyl qu'un seul électrons...

Nouvelles questions :
1. Comment fait-on pour trouver un (ou les) diastéréoisomères d'un composés (ayant un ou plusieurs carbones asymétriques) ? Est-on obligé de passer par les énantiomères ?
2. Je n'ai pas compris ce qu'est un composé meso. Il me semble juste que cela ne concerne que les composés ayant 2 carbones asymétrique ayant les mêmes substituants mais pas dans le même ordre...
3. Quel type de liaison est le plus facilement cassable : les liaisons inter ou intramoléculaire ? Et pourquoi ?
4. En quoi consiste précisément l'initiation à l'aide d'un initiateur radicalaire, et la phase de transfert de radicaux ?

[ZuIIchI]

re

nucléophile = qui aime les noyaux, donc qui cherche des charges positives.

les anions sont chargés négativement donc ils sont forcément nucléophiles.

après pour les molécules neutre ont regarde si les atomes les constituant possède un ou plusieurs doublets non-liants. c'est le cas de l'eau qui possède 2 n sur le O ou le cas de NH3 qui possède 1 n sur l'azote. ces doublets peuvent être partagés (=nucléophilie)

1. 2 composés sont diastéréoisomères s'ils sont isomères mais pas énantiomères.

2. un composé méso est une molécule qui est reste identique même si on change la configuration de ses carbones asymétriques. pour savoir si un composé est méso on regarde si il possède un élément de symétrie (axe, plan, ...)

3. je dirais intERmoléculaire vu que se sont souvent des liaisons de faible énergie type van der waals ou ponts hydrogène

4. l'initiation c'est la première phase : on crée un radical
ensuite la propagation c'est la deuxième étape : le radical créé durant l'initiation va prendre un électron à une autre molécule, qui ve en prendre un à une autre etc ... d'où propagation
et la terminaison c'est quand 2 radicaux se rencontrent et que la réaction prend donc fin.

l'initiation se fait souvent avec des peroxydes ou des dihalogènes en le soumettant par exemple à un rayonnement

[Reload]

salut tromec,
desolé en e relisant je me suis rendu compte que je n'était pas tres clair

En fat il faut tout d'abord que ton atome(molécule) posséde des electrons en "trop" qui ne rentre pas dans des liaisons, Dans H-O-H l'oxygéne a 2 electrons qui sont mis en jeu pour lier les H mais il en a également 4 qui ne "servent a rien" et sont donc libre pour créer de nouvelles liaisons!

C'est le cas d'atomes courant comme O,N,S, les halogénes,...
Ce sont plus généralement les élements de ta classifications qui sont dans les dernieres colonnes (sauf les gaz nobles^^).

Au contraire les élements qu acceptent facilement des électrons sont ceux qui sont pus a gauche et les métaux, car ils vont "chercher" a acquérir des électrons pour remplir leurs couchs s et d.

Ca me parait plus clair deja non?

juste pour la question 3), les liaisons intermoléculaire sont plus facilement cassable car ce sont des liaisons faibles qui sont en jeu, alors que les liaisons intra sont la plupart du temps des liaisons covalentes donc il faudra beaucoup plus d'énergie pour les casser!

Pour tes autres questions elle ont trouvé réponse également, je peux par ailleurs te proposer de regarder sur wikipédia qui est une mine d'information a ne pas exclure, composé méso, diastéréoisoméere,... et si tu peux te permettre (financiérement et si tu veux continuer en PC) il y a un livre qui est pour les PCSI, aux édictions Tec & doc et qui est trés bien fait, c'était notre livre de réferences lorsque j'étais en prépa (il est trés épais mais reprend toute l'année de sup et m'est encore trés utile a un niveau supérieur!



Si j'ai encore été peu clair il faudra atendre le 26 décembre XD
Bonne fête

[invited544d075]

Merci à tous pour vos éclaircissements et bonne fête à vous!

[HarleyApril]

bonjour

on va reprendre les questions dans l'ordre ...

1) Deux réactions opposées ont-elles la même vitesse de réaction ?

soit A + B = C + D avec K=[A][B]/([C][D])
dans le sens direct v=k₁[A][B]
dans le sens inverse v=k_-1[C][D]
à l'équilibre, les concentrations ne varient plus, on a donc :
k₁[A][B] = k_-1[C][D]
d'où
k_-1/k₁ = [A][B]/([C][D]) = K
Tu as ainsi la relation entre les constantes de vitesse de la réaction directe et de la réaction opposé.
Ces deux vitesses sont égales uniquement à l'équilibre

2) Est-ce que les radicaux sont juste des molécules qui manquent d'un seul électron par rapport à l'octet ? Ou plusieurs électrons ? Les radicaux sont-ils toujours neutres (=des molécules) ? Les atomes comme le Lithium et le Fluor sont-ils des radicaux ? Les radicaux ont-ils forcément un moment dipolaire ?

Les radicaux ne sont pas nécessairement neutre.
Il existe des molécules portant deux radicaux, éventuellement sur un même atome (O2, carbène dans l'état triplet par exemple)
Le lithium métal correspondrait à un radical puisqu'il n'a qu'un seul électron sur sa deuxième couche. Le fluor monoatomique n'existe pas de façon stable.
Un radical n'a pas nécessairement un moment dipolaire
Les radicaux sont généralement instables, mais ce n'est pas obligatoire, il existe des radicaux stables (TEMPO, O2)

3) Les éléments (ou composés) avec un point (en haut à droite) sont des éléments (ou composés) radicalaires ? Sont-ils forcément des intermédiaires réactionnels ? Les intermédiaires réactionnels ont-ils forcément un point ?

Le point indique un seul électron, le trait indique deux électrons (qu'il s'agisse d'un doublet libre, d'une liaison simple ... note que dans une triple liaison, il y a trois traits, donc six électrons)
pour le reste de la question, voir 2)

4) Une lacune électronique indique le manque d'un seul ou de deux électrons par rapport à l'octet ?

Une lacune électronique, c'est tout simplement une case vide (case quantique, quand on fait le remplissage avec les électrons ...)
Dans cette case, on peut mettre zéro, un ou deux électrons.
Il manquerait donc deux électrons par rapport à l'octet.

Rien à ajouter sur les deux autres questions

Cordialement

HarleyApril

[ZuIIchI]

O2 est un radical ? ou tu parles de l'ion superoxyde ?

[HarleyApril]

O2 est un diradical
ce qui se montre en le piégeant dans l'entrefer d'un aimant
et se trouve en dessinant le diagramme des orbitales moléculaires

par contre, en Lewis, on écrirait facilement une triple liaison, ce qui ne correspond pas à la réalité

cordialement

[invited544d075]

Bonsoir,
je ne comprends pas pourquoi O₂ est un diradical, et en fin de compte je ne vois pas comment on peut avoir des éléments diradicaux vu que deux électrons célibataires auront tendance à s'apparier. D'ailleurs la réprésentation de Lewis de O₂ rend bien compte du fait que les électrons de O₂ sont bien tous appariés (<O-O>).

[HarleyApril]

Lewis ne fonctionne pas pour O2 ...
http://en.wikipedia.org/wiki/Triplet_oxygen
regarde le diagramme à droite, tu vois que les deux cases les plus hautes (donc celles qu'on rempli en dernier) contiennent chacune un électron
tu ne peux pas mettre deux électrons dans une case et zéro dans l'autre
tu as vu que lorsque tu remplis, tu mets les électrons les uns après les autres, d'abord seuls, puis, lorsque la couche est pleine, tu aparies
cordialement

[invited544d075]

Vous êtes sûr que O₂ est diradical ? il serait pas plutôt : diamagnétique, pas radical, et pas diradical ?

J'ai compris l'explication sur le remplissage des orbitales atomiques en accord avec la règle de Hund (maximum d'électrons de même Spin) mais toutefois la représentation de Lewis : <O=O> marche (je m'étais trompé pour <O-O> ...) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Formule...#Validit.C3.A9

[HarleyApril]

merci pour ton lien
à mon tour de te conseiller de le lire !

Dans le cas du dioxygène, la représentation de Lewis donne : Structure de Lewis du dioxygène. Dans cette représentation, chaque électron se trouve en apparié (sous forme de doublet), ce qui donnerait à la molécule de dioxygène des propriétés diamagnétiques. Or celle-ci est paramégnétique, c'est-à-dire qu'elle présente des électrons non-appariés.

cordialement

[invited544d075]

J'aurais du tout lire...
Donc en fait chaque atome d'oxygène porte un électron célibataire(=non apparié).

[invited544d075]

Donc en fait chaque atome d'oxygène porte un électron célibataire(=non apparié), d'où la "diradicalité" de O2, mais alors la règle de l'octet n'est pas respecté, c'est pour ça que l'on a pas de représentation de Lewis traduisant réellement la structure de O2, c'est bien ça, non ?