Rédox, molécules ...

[invite72340e64]

Bonjour, étant débutant dans le domaine de la chimie, j'aimerais avoir quelques réponses à ces questions :

Dans l'équation de l'oxydation des ions fer (II) par les ions permanganate en milieu acide :

Fe2+(aq) = Fe3+(aq) + e- (*5)
Mno4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- = Mn2+ + 4H2O (*1)

On dit que le réducteur peut donner un ou plusieurs électrons.
Et que l'oxydant est susceptible de capter un ou plusieurs électrons.

Pourquoi ? Est-ce qu'un oxydant peut être réducteur par rapport à un autre oxydant "plus oxydant", et inversement ?
Ex : Fe2+ est réducteur par rapport à Fe3+.
Est-ce que Fe2+ est oxydant par rapport a Fe+ ?

Comment la molécule MnO4- s'est-elle formée ? Car si j'ai bien compris, le manganèse ayant pour n° atomique 25, et vu les couches correspondant à 2n au carré, la couche parfaite la plus proche serait la M, c'est à dire, en additionnant les précédentes, que le Mn devrait s'arranger pour avoir 28 e-, or or avec les doubles liaisons des O, il en a en tout et pour tout 25+8=33.
Pourquoi n'a t-il pas arrêté de faire des liaisons avec les O avant ?

Parce que la stabilité de la structure de la molécule prime sur celle des atomes ?
Parce que les O étaient plus, et qu'il vaut mieux avoir les 4 O stables plutôt que de ne pas les avoir stables et avoir la Mn stable ?
Parce que les O avaient moins d’électrons a avoir pour avoir une structure stable ?

Un ion cherche-t-il a rejoindre son numéro atomique de base ? Est-ce que sa dépend de celui ci et de sa proximité avec le nombre d'e- qui lui offrirait une structure stable ?
Comment fait-on si son n° atomique se trouve au milieu de deux nombres d'électrons désirables ex: le Bore voudra aller vers la couche K ou L ?
Est-ce qu'il devient un atome neutre, et donc non prioritaire ?

Qu'est-ce que la stabilité ? Et pourquoi c'est stable ?

PS : Et, vu que dans les 1ères couches, les e- sont plus proches du noyau et donc plus fortement attirés par celui-ci, est-ce que ces atomes aux numéro atomique faible sont plus stables ? Et donc est-ce que l'atteinte d'un numéro atomique désirable (qui donnerait une structure stable) est prioritaire comparée aux autres atomes dont le n° atomique serait plus élevé ?
(étant donné le bénéfice de stabilité plus conséquent).






D'avance, merci !
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[invite3cc91bf8]

Bonsoir,

Je vais essayer de répondre précisément à chacune de tes questions :

On dit que le réducteur peut donner un ou plusieurs électrons.
Pourquoi ? Est-ce qu'un oxydant peut être réducteur par rapport à un autre oxydant "plus oxydant", et inversement ?

Oui, c'est possible qu'une espèce soit oxydante dans une réaction, et dans d'autres réductrices. Par contre, elle ne mettrons pas en jeu les mêmes couples. Par exemple, dans le couple Fe³⁺/Fe²⁺, il n'y a qu'une réaction possible : Fe³⁺ + e^- Fe²⁺. Donc Fe³⁺ sera toujours l'oxydant dans ce couple.

Comment la molécule MnO4- s'est-elle formée ? Car si j'ai bien compris, le manganèse ayant pour n° atomique 25, et vu les couches correspondant à 2n au carré, la couche parfaite la plus proche serait la M, c'est à dire, en additionnant les précédentes, que le Mn devrait s'arranger pour avoir 28 e-, or or avec les doubles liaisons des O, il en a en tout et pour tout 25+8=33.

En fait, les électrons remplissent des couches, et l'atome cherche à remplir sa couche la plus externe. Le mécanisme serait assez technique a expliquer, peut-être je l'expliquerais en détail plus tard (c'est surtout en classes préparatoires qu'on voit comment vraiment utiliser la théorie de Lewis pour ce cas).

Parce que la stabilité de la structure de la molécule prime sur celle des atomes ?

La question en fait révèle que tu penses qu'un atome n'est pas stable. Chimiquement parlant, il cherche à atteindre la structure des gaz nobles (dernière couche saturée), mais la molécule peut être stable avec des charges. Il faut par contre que il y ait le moins de charges "formelles" possibles pour une molécule donnée.

Un ion cherche-t-il a rejoindre son numéro atomique de base ? Est-ce que sa dépend de celui ci et de sa proximité avec le nombre d'e- qui lui offrirait une structure stable ?

La question n'a pas de sens : un atome ne rejoint pas le numéro atomique de base, puisqu'il ne change pas (sinon, c'est une réaction nucléaire). Par contre, si tu veux dire par là avoir le même nombre d'électrons que les gaz nobles, alors je dirais en principe oui.

Qu'est-ce que la stabilité ? Et pourquoi c'est stable ?

La stabilité pour un atome, c'est un problème physique relatif aux nombres de nucléons dans le noyau. Pour une molécule, il faut que les liaisons moléculaires soient suffisamment "rigides" pour maintenir l'assemblage en place.

[invite72340e64]

Tout d'abord, merci d'avoir répondu !


En fait, les électrons remplissent des couches, et l'atome cherche à remplir sa couche la plus externe.

Ah bon ? Je croyais qu'il devait adopter le structure stable la plus proche, c'est une erreur de ma part, et du coup, ça explique déjà pas mal de choses.

c'est surtout en classes préparatoires qu'on voit comment vraiment utiliser la théorie de Lewis pour ce cas

On ne le voit qu'en prépa ? Pas en Université ?
Sinon, tu ne connaîtrai pas un cours en pdf ou informations de ce genre sur ce sujet ? (Ça m'intéresse).

La question en fait révèle que tu penses qu'un atome n'est pas stable.

Non, juste que je pense qu'il est possible que la "nature" veuille faire primer une structure sur une autre, si celle-ci sera plus solide que l'autre.
Mais ce n'était qu'une hypotèse. ex (peut-être mal choisi, je ne sais pas si il est bien clair) : il vaut mieux pour la solidité du toit les poutres et les chevrons plutôt que les lattes seules.

C'est quoi une charge formelle ?

La question n'a pas de sens : un atome ne rejoint pas le numéro atomique de base

Ops ! Je voulais parler du nombre d'e-, c'est vrai.

La stabilité pour un atome, c'est un problème physique relatif aux nombres de nucléons dans le noyau. Pour une molécule, il faut que les liaisons moléculaires soient suffisamment "rigides" pour maintenir l'assemblage en place.

Au nombre de nucléons ? Mais le nombre d'électrons qui remplissent les couches, c'est un problème de stabilité, non ?

Oui je sais, il faut que ça soit rigide, mais qu'est-ce qui fait qu'avec certains nombres de nucléons/électrons, l'assemblage est plus rigide ?

[invite3cc91bf8]

Je vais te mettre les liens vers les réponses à certaines de tes questions :
- comment équilibrer une équation d'oxydo-réduction
- structure électronique, cases quantiques et classification périodique

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite72340e64]

Merci pour les liens, je vais étudier ça !

[invite3cc91bf8]

Si tu as des questions, n'hésite surtout pas !

[invite72340e64]

Bon ok, voici mes questions (anciennes toujours floues et nouvelles) :

Comment la molécule MnO4- s'est-elle formée ? Car si j'ai bien compris, le manganèse ayant pour n° atomique 25, et vu les couches correspondant à 2n au carré, la couche parfaite la plus proche serait la M, c'est à dire, en additionnant les précédentes, que le Mn devrait s'arranger pour avoir 28 e-, or or avec les doubles liaisons des O, il en a en tout et pour tout 25+8=33.
Pourquoi n'a t-il pas arrêté de faire des liaisons avec les O avant ?
Parce que les O étaient plus, et qu'il vaut mieux avoir les 4 O stables plutôt que de ne pas les avoir stables et avoir la Mn stable ?
Parce que les O avaient moins d’électrons a avoir pour avoir une structure stable ?

Et j'ai vu ça sur wiki :

Un atome tend à être stable lorsque sa dernière couche d'électrons (couche de valence) est complète, c'est-à-dire qu'elle contient le nombre maximum d'électrons qu'elle peut contenir. Ce qui signifie que l'atome va tendre à vouloir acquérir des électrons, pour compléter cette couche, ou bien à en céder, pour vider sa couche de valence, et se trouver avec la couche inférieure complète. (voir aussi la règle de l'octet).

Donc, l'atome va vouloir en céder pour vider sa dernière couche de valence si celle si est remplie de moins que la moitié ?
Mais si le nombre d'électrons de la dernière couche est égale à la moitié ? (exemple du Sillicium, va-t-il vouloir acquérir 4 électrons ou en perdre 4 pour avoir une structure de gaz noble ? Devient-il "neutre" ? (c'est à dire non prioritaire, les autres atomes du milieu lui imposeront leurs besoins))

Au fait, j'avais appris que les couches de numéro n contenaient 2n au carré d'électrons, mais ça m'a l'air faux, puisque le nombre d'électrons des gaz nobles n'évoluent pas comme ça, à moins que les nombre d'électrons des gaz nobles correspondent à une stabilité sans pour autant remplir leur dernière couche ?
Donc du coup, j'aurais faux avec le MN, mais ça marche quand même car il est plus près de l'Argon que du Krypton.

J'ai regardé les liens, alors le 1er ne m'a rien appris, j'avais déjà étudié les cours avant, et le second, je suis a la ramasse, en classe de seconde j'avais appris ça : http://www.web-sciences.com/fiches2d...13/fiche13.php

Alors quand on me parle de spins, je suis un peu perdu, d'ailleurs, c'est quoi un spin ?
Et une case quantique ?

[invite3cc91bf8]

Essayons de faire un petit résumé bref : un électron se caractérise par 4 nombres quantiques : , , et , formant un quadruplet unique pour chaque électron du cortège.

Ces nombres sont respectivement :
- le nombre quantique principal , indiquant la couche (K,L,M...) sur laquelle se trouve l'électron. C'est un entier strictement positif (donc non nul).
- le nombre quantique secondaire , qui définit une sous-couche (s,p,d,f,g,h,...). C'est un entier compris entre 0 inclus et exclus.
- le nombre quantique magnétique , qui définit les sous-niveaux ou cases quantiques. C'est un entier compris entre inclus et inclus.
- le nombre quantique magnétique de spin . Le spin est une propriété des particules, sa valeur absolue varie et est toujours des multiples de demi-entiers (0,1/2,1,3/2,2...). Pour les électrons, .

Le reste est expliqué dans le lien.


Pour revenir au manganèse, tu verras que les atomes tendent à respecter la règle de l'octet ( 8 électrons sur la couche de valence). La configuration électronique du manganèse à l'état fondamental est 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s² (c'est une des exceptions à la règle de Klechkowski), il a donc 7 électrons de valence.

J'essaierais de t'expliquer Lewis ce week-end.