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Vidéo de question : Déterminer la structure moléculaire de l’ion nitrite Chimie

La structure de Lewis d’un ion nitrite (NO₂⁻) est représentée sur la figure. Quelle est la forme de cette molécule ?

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Transcription de vidéo

La structure de Lewis d’un ion nitrite, NO2 1-, est représentée sur la figure. Quelle est la structure de cette molécule ?

La question nous demande de déterminer la structure tridimensionnelle de l’ion nitrite. Pour y répondre, nous pouvons utiliser la théorie VSEPR. VSEPR signifie répulsion des paires électroniques de la couche de valence (de l’anglais « Valence Shell Electron Pair Repulsion »). Il s’agit d’un modèle utilisé pour prédire les formes tridimensionnelles de molécules ou d’ions polyatomiques, en supposant que la répulsion électrostatique entre les paires d’électrons de valence sera minimisée. Appliquons cette théorie à une molécule comme le méthane, soit CH4.

Alors que la structure de Lewis du méthane est représentée en deux dimensions, comme ici, avec les liaisons carbone-hydrogène à 90 degrés les unes des autres, le modèle VSEPR nous indique que la forme tridimensionnelle est différente. Au lieu de cela, les zones négativement chargées se répartiront autour du carbone central de telle manière que la répulsion sera minimisée, avec des angles d’environ 109,5 degrés entre chacune des liaisons covalentes. La molécule de méthane prend une forme similaire à un tétraèdre, et la forme est ainsi appelée tétraédrique.

Utilisons maintenant le modèle VSEPR pour déterminer la forme tridimensionnelle de l’ion nitrite. Pour ce faire, nous devons d’abord identifier l’atome central de la structure. Ensuite, nous compterons le nombre de domaines liants sur l’atome central. Et enfin, nous compterons le nombre de domaines non liants sur l’atome central. Pour identifier l’atome central de l’ion nitrite, utilisons la structure de Lewis fournie. On peut voir que l’azote a été dessiné au centre, et que les autres atomes présents lui sont liés. Ainsi, l’azote est l’atome central de cette molécule. Maintenant, comptons le nombre de domaines liants sur l’azote.

Un domaine liant peut être défini comme un domaine électronique où se produit une liaison. On peut le visualiser comme un site sur l’atome central où les électrons de valence sont partagés avec un atome extérieur. On peut voir que l’azote possède deux sites de liaisons avec les atomes d’oxygène. Dans le modèle VSEPR, la double liaison est toujours équivalente à une liaison simple, c’est un site unique où se produit une liaison entre deux atomes. Il y a deux domaines de liaison.

Enfin, comptons le nombre de domaines non liants sur notre atome central. Un domaine non liant peut également être appelé un doublet non liant, une paire d’électrons de valence qui n’est pas impliqué dans une liaison covalente. On peut voir sur la structure de Lewis que les électrons représentés par des points ne sont présents que dans la couche de valence de l’atome sur lequel ils sont dessinés. Ces deux électrons sont présents uniquement dans la couche de valence de l’atome d’azote et ne sont pas impliqués dans une liaison covalente. Ils constituent un doublet non liant appartenant uniquement à l’azote. Ainsi, l’atome central possède un seul doublet non liant, en d’autres termes, un seul domaine non liant.

Avec ces informations en tête et en utilisant le modèle VSEPR, on peut maintenant déterminer la forme de l’ion nitrite. Nous nous concentrerons sur l’azote comme notre atome central, qui a donc deux domaines liants et un domaine non liant. Le modèle VSEPR nous dit que la répulsion entre ces domaines donnera une forme tridimensionnelle qui maximise la distance entre ces domaines liants et non liants, donnant à l’ion nitrite une forme coudée avec des angles entre les liaisons d’environ 118 degrés. Ainsi, la forme tridimensionnelle de l’ion nitrite est la forme coudée.

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