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Vidéo de question : Déterminer la localisation de la liaison 𝜋 dans une molécule d’éthylène Chimie

Dans une molécule d’éthène, les cinq liaisons 𝜎 sont dans le même plan. Quelle région de l’espace la liaison 𝜋 occupe-t-elle par rapport à la liaison 𝜎 centrale dans une molécule d’éthène ? [A] Entourant la liaison 𝜎 dans un tube [B] Au-dessus et en dessous de la liaison 𝜎 [C] Autour de la liaison 𝜎 dans le sens de la longueur [D] Au-dessus de la liaison 𝜎 [E] Parallèle à la liaison 𝜎 sur le même plan

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Transcription de vidéo

Dans une molécule d’éthène, les cinq liaisons 𝜎 sont dans le même plan. Quelle région de l’espace la liaison 𝜋 occupe-t-elle par rapport à la liaison 𝜎 centrale dans une molécule d’éthène ? (A) Entourant la liaison 𝜎 dans un tube, (B) au-dessus et au-dessous de la liaison 𝜎, (C) autour de la liaison 𝜎 dans le sens de la longueur, (D) au-dessus de la liaison 𝜎, ou (E) parallèle à la liaison 𝜎 sur le même plan.

Les liaisons sigma sont des liaisons covalentes qui se forment par le recouvrement frontal ou bout à bout de différents types d’orbitales liantes hybridées ou non hybridées. La question mentionne la présence de cinq liaisons 𝜎 dans l’éthène. Les cinq liaisons 𝜎 présentes dans chaque molécule d’éthène sont indiquées par des lignes noires, des triangles et des pointillés. La définition des liaisons 𝜎 mentionne des orbitales hybridées. L’hybridation d’orbitales est la notion de mélange d’orbitales atomiques en de nouveaux types différents d’orbitales hybrides.

La question mentionne également des liaisons 𝜋. Une liaison 𝜋 est un type de liaison covalente qui est formé par le recouvrement latéral de deux orbitales adjacentes de la sous-couche p. Il y a une liaison 𝜋 entre les deux atomes de carbone dans l’éthène. Nous devons déterminer quelle région de l’espace représentée en bleu la liaison 𝜋 occupe dans l’éthène. Avant de faire cela, regardons les liaisons 𝜎 dans l’éthène. Pour ce faire, nous devons tout d’abord faire un peu de place.

Le carbone a quatre électrons externes, ou quatre électrons de valence. Deux d’entre eux se trouvent dans une orbitale 2s et les deux autres se trouvent dans deux des trois orbitales 2p. L’un des deux électrons peut être promu dans l’orbitale 2pz. Ensuite, les orbitales 2s et 2p peuvent s’hybrider. Les orbitales peuvent s’hybrider de différentes manières, mais dans le cas de l’éthène, l’orbitale s et deux des orbitales p vont s’hybrider, formant des orbitales hybridées sp2, mais l’orbitale pz restera non hybridée. Chacun des deux atomes de carbone dans l’éthène aura trois orbitales sp2. Deux de ces orbitales vont se recouvrir, formant une liaison 𝜎 carbone-carbone. Les quatre autres orbitales sp2 dans l’éthène se recouvrent avec les orbitales 1s de l’hydrogène, formant quatre autres liaisons 𝜎.

Donc, nous savons maintenant comment se forment les cinq liaisons 𝜎 dans l’éthène. Elles sont formées par le recouvrement de deux orbitales sp2 ou d’une orbitale sp2 et d’une orbitale 1s. Nous avons maintenant pris en compte toutes les orbitales sp2, nous devons donc considérer les orbitales 2pz. Toutes les liaisons 𝜎 dans l’éthène sont dans le même plan, et les orbitales pz du carbone se situent au-dessus et au-dessous de ce plan. C’est l’interaction ou le recouvrement latéral de ces deux orbitales p adjacentes qui provoque la formation de la liaison 𝜋. Ainsi, la région de l’espace que la liaison 𝜋 occupe est au-dessus et au-dessous de la liaison 𝜎 carbone-carbone.

Le dessin présenté est très semblable à celui de l’option (B). Donc, la réponse à la question « Quelle région de l’espace la liaison 𝜋 occupe-t-elle par rapport à la liaison 𝜎 centrale dans une molécule d’éthène ? » est (B) au-dessus et au-dessous de la liaison 𝜎.

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