[L1-L2] Problème de base en chimie orga

[invite76f709fd]

Bonjour à tous !

En ce moment, je fais plein d'exo et j'aurais aimé avoir votre avis & des pistes de recherches concernant des réactions et autres

Mes réactions
Pour ces 3 réactions, est-ce qu'elles peuvent continuer ?

D'ailleurs, je n'ai pas très bien compris, CH3- et CH3+ existe uniquement sous forme gazeuse ?

Concernant le borane, BH3, j'ai dit que le bore de cette molécule n'était ni électrophile ni nucléophile. Est-ce vrai ? Je me suis dit ça étant donné que les Bores du diborane n'étaient pas liés, seulement des liaisons hydrogène.

Et une dernière question, est-ce qu'il y a une différence entre un acide ou une base de Lewis et un oxydant ou un réducteur ?

Merci d'avance
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[invite54bae266]

Généralement quand on fait une addition nucléophile avec un carbanion sur un carbonyle on poursuit par une hydrolyse pour former l'alcool. Mais on pourrait également faire réagir un autre électrophile comme un carbonyle ou un halogénoalcane.

Pour la réaction 2, l'eau attaque le carbone lié à l'oxygène, ce qui produit la formation de méthanol, puis d'éthanal après départ du H+ catalytique.

Dans la réaction 3 on aboutit à la formation d'un carbone électrophile (tu t'en rends compte en dessinant les formules mésomères de a molécule). Il va réagir avec un nucléophile.

CH3- et CH3+ ne sont pas stables, ils ne respectent pas la règle de l'octet. En phase gazeuse on peut les rencontrer mais pendant une durée extrêmement courte. Cependant, on peut obtenir des composés semblables mais avec une charge beaucoup moins prononcé. On utilise couramment des alkyl lithium (R-Li) dans lesquels le carbone est partiellement chargé négativement (utilisé pour une réaction comme la première que tu cites par exemple) mais aussi des halogénoalcanes comme R-I dans lesquels le carbone est partiellement chargé positivement. Ce sont des agents alkylants.

Pour le borane c'est plus compliqué. Il ne satisfait pas la règle de l'octet quand il est sous forme de monomère. Il a une "case vide" ou lacune électronique. Il est stable sous cette forme mais en présence d'un nucléophile qui possède un doublet libre, le bore va jouer le rôle d'électrophile et accepter la moitié de ce doublet pour former une liaison dite "dative" ou "covalente de coordination". Il ne peut pas être nucléophile vu qu'il est déficitaire en électron.

Pour ce qui est du dimère B2H6, ce ne sont PAS des liaisons hydrogène. Une liaison hydrogène se forme entre un donneur et un accepteur de liaison H. Un donneur est une molécule dans laquelle un H est liée à un élément très électronégatif comme N ou O ou F et un accepteur est justement un atome très électronégatif comme N, O ou F d'habitude. Le bore n'est pas très électronégatif et il l'est même moins que H ! La forme dimère existe pour que le bore respecte un peu plus la règle de l'octet. On appelle ce genre de liaison un liaison à 3 centres 2 électrons. 3 centres pour 2 B qui se partagent 1 H et 2 électrons parce que les seuls mis en jeu sont celui de H et celui d'un B, soit ceux impliqués dans la liaison B-H. Le deuxième B est aussi lié à H parce que ce dernier donne un coup son électron à un bore, puis un coup à l'autre et de nouveau au premier. Il n'est pas fixe. Je comprends que la notion n'est pas évidente à comprendre.

Pour finir, on ne peut pas faire ce genre de relations. Moco avait déjà répondu à une question du genre.

[invite76f709fd]

Merci d'avoir pris le temps de répondre, ça m'aide beaucoup !

J'ai d'autres questions ce soir concernant les liaisons chimiques, je ne comprends pas certaines choses...

Pour commencer, pourquoi le Lewis de HC₂ est H-C≡C ? Pourquoi ça n'aurait pas pu être H-C-C ? Dans CH₂ par exemple, le carbone est divalent.

Pour continuer, qu'est-ce que ça représente en réalité une orbitale moléculaire anti-liante ? Je prends par exemple la molécule de He₂ qui n'existe pas. Lorsque 2 électrons forment une orbitale moléculaire liante, il reste 2 électrons. Ils vont dans l'orbitale moléculaire anti-liante qui est plus énergétique que l'orbitale moléculaire liante. La molécule devient moins stable et l'He se retrouve à l'état monoatomique. Mais où se trouve cette orbitale anti-liante ?

Concernant la stéréo-isomérie : comment trouve-t-on le bon stéréo-isomère à partir d'un Lewis dans cet exemple ?
Ca m'a souvent planté en partiel, c'est bête...

Avant-dernière : j'ai trois couples acido-basique : CH₃-CH₃/CH₃-CH₂^- ; CH₂=CH₂/CH₂=CH^- ; HC≡CH/HC≡C^-
D'après moi, l'éthane est le plus acide (a contrario, l'acétylène est le moins acide) puisque sa base est plus stable que celle de l'acétylène. En effet, les C de CH₃-CH₂^- sont hybridés sp³ (25% s / 75% p) alors que les C de HC≡C[SUP]-[/SUP sont hybridés sp (50% s 50% p)
Est-ce vrai ?

Enfin, dans cette réaction, le H-C≡N se transforme d'abord en H⁺ + N≡C^- avant d'attaquer le carbonyle. Comment l'acide libère son proton ? Grace au solvant ?

Merci d'avance !

[invite54bae266]

HC₂ n'existe pas. La valence du carbone est de 4 et celle de l'hydrogène est de 1. Dans ton exemple tu as un carbone neutre à 3 pattes, c'est pas bon ça. Par contre HC₂^- existe. C'est l'ion acétylure, base conjuguée de l'acétylène, ou éthyne.

Je ne comprends pas trop ta question sur les orbitales antiliantes. Ce sont des orbitales au même titre que les autres. On les appelle antiliantes parce qu'elle affaiblissent la liaison quand elles sont remplies. Comme elle sont de plus haute énergie que les liantes, si toutes les orbitales sont remplies, il y a autant d'orbitales qui favorisent la liaison que d'orbitales qui la défavorise. Du coup la liaison se casse. Par exemple, quand un CN- attaque un carbonyle, il y a rupture de la liaison pi C=O parce que l'ion CN- remplie l'orbitale pi* du carbonyle, ce qui casse la liaison.

Pour ta question, tu vois bien que toutes les liaisons sont dans le même plan. Or il faut aussi représenter l'atome d'hydrogène, omis dans la représentation topologique. Le carbone est tétraédrique. ce qui signifie que l'hydrogène et un autre des substituants représentés vont se mettre dans un autre plan, en avant ou en arrière de celui de la feuille. Tu obtiens ainsi les tétraèdres dans ton lien.

Ah non, l'éthane n'est pas le plus acide, c'est le plus basique ! En première approximation tu peux considérer que pour un alcane on a un pKa d'environ 45, pour un alcène de 35 et pour un alcyne de 25. Pourquoi ? L'éthylure est très déstabilisé car l'effet électronique donneur du CH3 renforce la densité électronique sur le carbanion alors qu'il demande juste à en perdre comme il en a en excès. Pour l'alcène, la base conjuguée est plus stable car la charge est délocalisée par mésomérie. La base conjuguée de l'alcyne est encore plus stable car il y a une liaison délocalisable de plus.

Pour faire une addition de HCN sur un carbonyle on peut procéder de plusieurs façons. Déjà, HCN est un acide. Comme tout acide selon le pH il peut être plus ou moins dissocié. Pour accroitre la nucléophilie de CN- on peut déprotonner HCN puis protonner le produit de la réaction avec le C=O. Ou alors, le plus courant pour les réactions avec un carbonyle, on fait une activation électrophone. Un acide de Lewis est ajouté et capté par le O, ce qui le charge un peu "+". Du coup, avec la mésomérie, la liaison pi va plus se délocaliser vers O pour le stabiliser et C devient plus "+" à son tour, ce qui facilité l'addition d'une entité "-". Généralement on utilise H+ comme ça on a pas besoin de repasser par une étape de protonnation à la fin. on obtiendra directement la cyanhydrine.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite76f709fd]

Salut et merci !

Je crois que j'ai compris le coup des orbitales anti-liantes : Orbitales
Sur ces schémas, les orbitales anti-liantes sont les orbitales (-) et les orbitales liantes ou non-liantes sont les orbitales (+). C'est bien ça ?

Par contre, tu dis que lorsque ^-C≡N attaque un carbonyle, l'orbitale π* se remplie. Mais l'orbitale p qui formait la double liaison, elle devient quoi ? Elle n'est pas censée s'hybrider en sp3 comme les autres ? Est-ce que ce sont les 2 électrons de l'orbitale π* qui passe dans cette nouvelle orbitale sp3 ? Je veux dire, le carbone devenant tétraédrique, il n'y a plus d'orbitale π* donc les 2 électrons vont bien quelque part.

Et en ce qui concerne la stéréo-isomérie, quand j'ai un Lewis qui ne donne pas d'info sur la conformation spatiale (hormis l'enchaînement des atomes, la connexité, c'est ça ? ) je dois considérer que j'ai 50% S et 50% R , c'est bien ça ?

Merci d'avance !