Relation entre angles et éléctronégativité

[pdg05]

Bonsoir,

J’ai un petit problème à résoudre;
On me donne l’éléctronégativité de 3 éléments :
X(O)=3.44eV
X(C)=2.55eV
X(S)=2.58eV
On considère quatre composés No3 - , So3 2- , CO3 2- , ClF3 et leurs angles respectifs (angles entre l’atome central et les atomes périphériques)
: 120° , 106° , 120° , Environ 90°
Il faut expliquer ces valeurs.


Je ne comprends pas bien comment faire car on sait que l’angle est d’autant plus grand que l’élétronégativité est grande.
J'imagine qu'on peut justifier l'angle à 90° de ClF3 car ce n'est pas un ion et qu'il est donc stable, mais pour les autres je ne vois pas d'explications car il y a un petit soucis avec l’angle 120° du Carbone et ses atomes périphériques ou bien avec l’angle 106° du Soufre et ses atomes périphériques vu que leurs éléctronégativités sont respectivement égales à 2.55eV et 2.58 eV

Si vous comprenez ce qu’il faut faire, je veux bien votre aide 
Merci par avance
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[Sephiroth300]

Déjà attention l'électronégativité ne se mesure absolument pas en eV! Les eV sont une unité d'énergie!

Je ne vois a priori pas le rapport direct entre l'électronégativité d'un atome et les angles qu'il forme avec d'autres atomes...D'ailleurs il manque au moins la moitié des données pour pouvoir émettre des hypothèses sur cela.

En revanche ce que l'on peut dire c'est que les angles dans les molécules ou ions que tu indiques dépendent uniquement de l'hybridation de l'atome central, c'est-à-dire la forme de ses orbitales atomiques.
Tu peux te renseigner sur la théorie VSEPR qui te prédit la géométrie d'une molécule avec un atome central en fonction du nombre d'atomes voisins et du nombre de doublets non-liants sur l'atome central.

Si l'on applique cette théorie à tes exemples, cela donne
-NO3- : 3 atomes voisins, pas de doublets non-liants, modèle AX3E0 (3 voisins, 0 doublets) ce qui donne une molécule en triangle plan, soit 120° entre chaque liaison
-SO32- : 3 atomes voisins, 1 doublet non-liant, modèle AX3E1 (3 voisins, 1 doublet) ce qui donne une pyramide trigonale, soit environ 106° entre chaque liaison
-CO32- : 3 atomes voisins, pas de doublets non-liants, modèle AX3E0 (3 voisins, 0 doublets) ce qui donne une molécule en triangle plan, soit 120° entre chaque liaison
-ClF3 : 3 atomes voisins, 2 doublets non-liants, modèle AX3E2 (3 voisins, 2 doublets) ce qui donne une molécule en forme de T, soit environ 90° entre chaque liaison

Comme on peut le voir la théorie VSEPR tient bien la route par rapport aux données expérimentales. Mais je ne vois aucun rapport avec l'électronégativité des atomes...Ex: les angles dans la molécule de O3 sont à très peu de choses près ceux de SO2, et la différence s'explique uniquement parce le soufre est beaucoup plus gros que l'oxygène central...

Si tu as d'autres questions n'hésite pas

[pdg05]

Bonsoir, merci pour ta réponse.

C'est en effet ce que j'avais fais initialement pour résoudre cette question (utiliser la théorie VSEPR tout en sachant que je résonne de la même façon que toi mais que je ne démontre pas bien pourquoi on obtient tant de doublets non liants pour telle molécule (sauf en cas de représentation schématisée) )
mais après relecture de mon exo, j'ai vu ces données d'éléctronégativité que je n'ai à aucun moment utilisé dans mon exercice.
Je ne voyais la possibilité de les utiliser que pour ces éléments là car dans le reste de mon exo, il ne s'agit pas de ceux-ci.

En fait, peut-être qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser toutes les données proposées pour une devoir...

merci de ton aide en tout cas

[Sephiroth300]

Pour déterminer le nombre de doublets non-liants, tu as juste besoin du tableau périodique
- le N possède en temps normal 3 liaisons et 1 doublet non-liant. Géométrie AX3E1. Mais le nitrate (NO3-) est un des rares exemples où l'azote est oxydé et par conséquent son doublet non-liant a été "volé" par un oxygène supplémentaire (en comparaison avec NO2- par exemple). Il n'a plus de doublet non-liant donc AX3E0
- le soufre possède en temps "normal" 2 liaisons et 2 doublets non-liants (période de l'oxygène, donc même nombre liaison/doublet). Le S peut également être oxydé et perdre un ou plusieurs doublets non-liants. Ici, un oxygène supplémentaire s'est rajouté donc il lui reste un doublet non-liant : AX3E1
- le carbone ne possède pas de doublet non liant, pas d'hésitation
- le chlore possède en temps normal 1 liaison et 3 doublets non-liants, mais peut aussi se faire oxyder de la même façon (attention oxydé n'est pas synonyme d'oxygéné!), sachant que 2 fluor équivalent à 1 oxygène. Il a donc perdu un doublet non liant, AX3E2

Pour résumer, tu regardes ton atome central, tu regardes l'atome le plus haut dans la période (C,N,O,F) car eux tu connais bien le nombre de liaison/doublets qu'ils font. Tu regardes ensuite le nombre de liaisons supplémentaires qu'ils ont fait, sachant que 1O=2F=2Cl, et tu en détermines le nombre de doublets non-liants.

J'espère avoir été clair!

[A voir en vidéo sur Futura]

[pdg05]

Oui c'est au top !

Merci beaucoup pour ton aide

[persona]

Bonsoir, merci pour ta réponse.

C'est en effet ce que j'avais fais initialement pour résoudre cette question (utiliser la théorie VSEPR tout en sachant que je résonne de la même façon que toi mais que je ne démontre pas bien pourquoi on obtient tant de doublets non liants pour telle molécule (sauf en cas de représentation schématisée) )
mais après relecture de mon exo, j'ai vu ces données d'éléctronégativité que je n'ai à aucun moment utilisé dans mon exercice.
Je ne voyais la possibilité de les utiliser que pour ces éléments là car dans le reste de mon exo, il ne s'agit pas de ceux-ci.

En fait, peut-être qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser toutes les données proposées pour une devoir...

merci de ton aide en tout cas

Je trouve que ton prof a eu une excellente idée en mettant dans l'énoncé des données inutiles. Trop souvent, les exercices ne comportent que les données exactement nécessaires à leur résolution. Mais dans la vie réelle, quand tu seras confronté à un problème, c'est toi qui devras rechercher dans les tables et les ouvrages les données nécessaires à sa résolution...

[Sephiroth300]

c'est une bonne méthode en effet. Par contre vu qu'il manque la moitié des données de l'électronégativité des élements en jeu, je pense que pour la "supercherie" devient vite évidente