Liaisons chimiques

Exercice 1

La molécule de difluor a pour formule $F_{2}$

1. Déterminer le nombre d'électrons de la couche externe d'un atome de fluor (Z=9).

2. Calculer le nombre d'électrons apportés par l'ensemble des couches externes des deux atomes de la molécule de difluor.

En déduire le nombre de doublets de la molécule.

3. Donner la représentation de Lewis de la molécule de difluor

Exercice 2
 
L'eau oxygénée, utilisée comme désinfectant, est constituée de molécules de formule H2O2.

On désire déterminer la représentation de Lewis de cette molécule.

1. Rappeler les règles du duet et de l'octet.

2. Déterminer le nombre d'électrons de la couche externe de l'atome d'hydrogène (Z=1) et de l'atome d'oxygène $(Z-8)$

3. Calculer le nombre d'électrons apportés par l'ensemble des couches externes des atomes de la molécule d'eau oxygénée. En déduire le nombre de doublets à répartir sur l'ensemble des atomes de la molécule.

4. Donner la représentation de Lewis de cette molécule.

5. Combien y a-t-il de doublets liants et de doublets non liants ?

6. Établir la structure électronique des atomes correspondant à ces éléments. En déduire le nombre
d'électrons externes de chacun de ces atomes.

Exercice 3

Donner la formule ionique, la formule statistique et le nom des composés formés par les couples d'ions suivants :

$\left(Fe^{2+}\;,O^{2-}\right)$ ;

$\left(Pb^{2+}\;,I^{-}\right)$ ;

$\left(Fe^{3+}\;,OH^{-}\right)$ ;

$\left(Ag^{+}\;,PO_{4}^{3-}\right)$ ;

$\left(Ca^{2+}\;,SO_{4}^{2-}\right)$ ;

$\left(K^{+}\;,Br^{-}\right)$ ;

$\left(NH_{4}^{2-}\right)$ ;

$\left(Fe^{3+}\;,C1^{-}\right)$ ;

$\left(Pb^{2+}\;,NO_{3-}\right).$

Exercice 4

Données :

$Z(O)=8$ ;

$Z(C)=6$ ;

$Z(H)=1$ ;

$Z(N)=7$

1. Donner la définition d'une liaison covalente

2. Donner les représentations de Lewis des molécules : $NH_{3}$, $H_{2}O$

3. Donner la formule développée  de la molécule $Ch_{4}$

Quelle géométrie possède cette molécule ?

On considère la molécule $C_{3}H_{9}N$

4. Donner la structure électronique des atomes qui constituent la molécule.

5. Quel est le nombre total d'électrons externes de la molécule ? En déduire le nombre de ses doublets d'électrons.

6. Combien de doublets de liaison chaque atome doit-il faire pour satisfaire la règle de l'octet (ou du duet) ?

7. Trouver une représentation de Lewis de la molécule C3H9N en se servant des résultats des questions précédentes.

Exercice 5

1. On considère les molécules des composés ci-dessous ne comportent que des liaisons simples $CH_{4}$ ; $C_{2}H_{4}$ ; $C_{2}H_{4}C1_{2}O.$

1.1.  Écrire les formules développées et les schémas de Lewis de ces composés.

1.2. Mêmes questions pour les molécules ci-dessous sachant qu'elles comportent toutes une liaison double ou triple : $O_{2}$, $N_{2}$, $C_{2}H_{2}$, $HCN$, $C_{3}H_{4}$, $C_{3}H_{4}$ et $C_{3}H_{6}O$
 
2. Un professeur relève dans la copie d'un élève les formules suivantes: $CH_{3}$ ; $H_{2}C1$ ; $CC_{4}$

Ces formules peuvent-elles représenter des molécules ? Sinon rectifier les erreurs de cet élève.

3. Donner toutes les formules développées et semi-développées possibles des molécules de formules brutes suivantes:

$H_{2}O_{2}$ ;

$C_{2}H_{6}$ ;

$C_{2}H_{4}$ ;

$CH_{5}N$ ;

$CH_{2}O$ ;

$HCN$ ;

$C_{2}H_{4}O_{2}$ ;

$C_{4}H_{10}$ ;

$C_{2}H_{6}O$ et

$C_{3}H_{6}O$

Exercice 6

 La molécule de trichlorure de phosphore a pour formule $PC1_{3}$

1. Donner la structure électronique d'un atome de phosphore $(Z=15)$ et celle d'un atome de chlore $(Z=17)$

2. En déduire le nombre d'électrons de la couche externe des atomes de phosphore ne $(P)$ et de chlore ne $(Cl)$

Calculer $N_{T}$ le nombre d'électrons apportés par l'ensemble des couches externes des atomes de la molécule.

4. En déduire $Nd$ le nombre de doublets de la molécule

5. Déterminer le nombre de liaisons covalents possèdent chaque atome de la molécule :

$N_{L}(P)$, $N_{L}(C1)$

6. Combien de doublets non liants possèdent chaque atome de la molécule. : $Nn1(P)$, $Nn1(C1)$

7. Donner la représentation de Lewis de la molécule

8. Préciser $N_{L}$ le nombre total de doublets liants (liaisons covalents) présent dans la molécule

9. Préciser $NnL$ le nombre total de doublets non liants présent dans la molécule

10. Vérifier que $N_{L}+N_{nL}=Nd$

11. Écrire la formule développée, La formule semi-développée de la molécule

12. Déduire la forme de la molécule (molécule tétraédrique, molécule pyramidale, molécule plane coudée, molécule plane triangulaire, molécule linéaire)

Exercice 7

$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|} \hline\text{Modele de }&\text{Modele de }&\text{Nombre de liaison }&\text{Nombre de }&\text{Formule }&\\ \text{Lewis de la }&\text{Lewis de la }&\text{libre }&\text{Liaisons liant }&\text{électronique }&\text{Atome}\\ \text{molécule }&\text{molécule }&\text{Pour chaque }&&&\\ CO_{2}&CH_{3}C_{\ell}&\text{atome }n^{'}_{n}&&&&\\ \hline &&&&&C(Z-6)\\ \hline\\ &&&&&H(Z-1)\\ \hline &&&&&O(Z+8)\\ \hline &&&&&C\ell(Z=17)\\ \hline \end{array} $

2. la formule développée ci-dessous représente la molécule de propanoate d'éthyle (arôme de fraise) .

2.1. Rappeler la règle d'octet.

2.2. Donner la formule brute de cette molécule

2.3. Donner la représentation de Lewis pour cette molécule.

2.4. Écrire la formule semi- développée de la molécule.

Exercice 8

Le Solkane est un produit utilisé comme frigorigène (fluide permettant d'obtenir le froid) Son nom scientifique est le $1$, $1$, $1$, $2$-tétrafluorométhane et sa formule brute est $C_{2}H_{2}F_{4}$

1. Trouver les formules semi-développées des molécules qui répondent à cette formule brute.

2. Donner la formule semi-développée du Solane que c'est la moins symétrique.

On donne : $Z(C)=6$, $Z(H)=1$, $Z=(F)=9$

Exercice 9

I. Les atomes

1. Écrire les formules de Lewis des atomes suivants : hydrogène ; oxygène ; carbone ; azote ; soufre ; fluor.

2. Définir la liaison covalente.

3. Définir la valence d'un élément.

Préciser la valence des éléments précédents.

II. Les molécules

1. Écrire les formules de Lewis des molécules suivantes : $HF$ : Fluor d'hydrogène ;

$H_{2}S$ : sulfure d'hydrogène ; $CO_{2}$ : dioxyde de carbone ; $CH_{2}$ : méthane ;

$N_{2}$ : diazote ; $C_{2}H_{4}O$ : éthanal.

2. la formule brute  $C_{2}H_{4}O$ correspond à deux corps sont des isomères, les propriétés différentes résultent d'une organisation différentes des atomes dans les deux molécules.

Écrire les formules de Lewis correspondant à ces deux isomères.

Exercice 10

1. Rappeler la représentation de Lewis des atomes suivants : $1H$, $6C$, $7N$ et $8O.$

2. En déduire le schéma de Lewis des molécules suivants : $C_{3}H_{7}N$ ; $C_{3}H_{8}O$ ; $C_{4}H_{10}$

3. On considère le tableau ci-dessous :

$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Ions }&\text{carbonate }&\text{Phosphate }&\text{ammonium }&\text{aluminium }&\text{er }&\text{peroxodisulfate }\\ \hline\text{Formules }&CO_{3}^{2-}&PO_{4}^{3-}&NH_{4}^{+}&Al^{3+}&Fe^{2+}&S_{2}O_{8}^{2-}\\ \hline \end{array}$

3.1. Donner les formules ioniques et statistiques des composés suivants :

a. Carbonate d'aluminium.

b. Peroxodisulfate d'ammonium.                

c. Phosphate de fer $II$

3.2. Nommer les composés ioniques ci-dessous :

a. $F_{e}S_{2}O_{8}$

b. $Al_{2}\left(CO_{3}\right)3$

c. $\left(NH_{4}\right)3PO_{4}$