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Vidéo question :: Déterminer le nombre de liaisons 𝜎 dans une molécule de benzène Chimie • Troisième année secondaire

Le benzène a des propriétés chimiques inhabituelles qui peuvent être rationalisées si nous considérons comment les atomes de carbone sont reliés aux atomes adjacents d’hydrogène et de carbone. Combien y a-t-il de liaisons 𝜎 dans le benzène ?

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Le benzène a des propriétés chimiques inhabituelles qui peuvent être rationalisées si nous considérons comment les atomes de carbone sont reliés aux atomes adjacents d’hydrogène et de carbone. Combien y a-t-il de liaisons 𝜎 dans le benzène ?

Le benzène est un hydrocarbure cyclique qui contient six atomes de carbone et six atomes d’hydrogène. Comme le benzène forme un anneau de carbone cyclique à six chaînons (un cycle à 6 atomes de carbone), nous devons d’abord mettre tous nos atomes de carbone en forme hexagonale. Mettre nos atomes de carbone dans un hexagone nous permet de montrer deux choses : premièrement, que tous nos atomes de carbone sont espacés de manière égale et deuxièmement que tous les angles de liaison sont les mêmes. Dans cette molécule, chaque atome de carbone est relié à deux autres atomes de carbone et à un seul atome d’hydrogène. Nous pouvons ainsi placer un atome d’hydrogène à côté de chacun des atomes de carbone, espacés de manière égale.

Ensuite, nous devons dessiner toutes les liaisons simples qui relient ces 12 atomes ensemble. Mais nous n’avons pas encore terminé. Pour terminer le dessin de cette molécule, nous devons examiner le nombre total d’électrons de valence. Et nous savons que chaque atome de carbone a quatre électrons de valence et chaque atome d’hydrogène a un électron de valence. Et puisque nous savons qu’il y a six atomes de chaque type, nous pouvons calculer qu’il devrait y avoir un nombre total de 30 électrons de valence, ce qui signifie qu’il y a 30 électrons au total qui doivent être soit dans des liaisons, soit dans un doublet non liant. Chaque liaison et chaque doublet non liant que nous dessinons dans une molécule représente une paire de deux électrons. Et jusqu’à présent, dans notre molécule de benzène, nous n’avons dessiné que 12 liaisons représentant 24 électrons au total. Cela signifie que nous avons encore six électrons à inclure pour compléter notre molécule de benzène.

Afin d’utiliser les six électrons restants, nous devons nous rappeler que chaque atome de carbone doit avoir ou partager un total de huit électrons. Ceci est également connu comme la règle de l’octet. Et nous le ferons en ajoutant une deuxième liaison à un atome de carbone sur deux dans ce cycle. Et à ce stade, nous avons dessiné une structure qui contient un cycle à six atomes de carbone, 30 électrons de valence, où la règle de l’octet est respectée.

Maintenant, la question nous demande combien de liaisons 𝜎 y a-t-il dans le benzène. Il est important de savoir que toutes les liaisons qui ont été dessinées en rose, ou les liaisons initiales qui relient tous les atomes, sont des liaisons 𝜎 et que les doubles liaisons dessinées en jaune sont des liaisons 𝜋. Et avec cette information, nous pouvons répondre à la question. Le benzène a des propriétés chimiques inhabituelles qui peuvent être rationalisées si nous considérons comment les atomes de carbone sont reliés aux atomes adjacents d’hydrogène et de carbone. Combien y a-t-il de liaisons 𝜎 dans le benzène ? Et si nous comptons toutes les liaisons 𝜎 ou les liaisons en rose, nous trouvons que la bonne réponse est 12 liaisons 𝜎.

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