Mésomérie: Formules limites

Modérateurs : Quetzalcoatl, Th. Zabulon

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Mésomérie: Formules limites

Message par m@tix » mer. avr. 19, 2006 12:16 pm

Bonjour,

Nous avons récemment vu en cours les notions de mésomérie et de formule limite.
Cependant, même si j'ai compris le pourquoi de ces formules limites, je suis incapable d'écrire toutes les formules que peut adopter une molécule. Pouvez-vous m'expliquer concrètement comment procéder?

Enfin, comment obtient-on l'hybride de raisonnance?

Merci d'avance à tous. :wink:
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Th. Zabulon
Messages : 213
Enregistré le : dim. oct. 09, 2005 2:14 pm

Message par Th. Zabulon » mer. avr. 19, 2006 2:16 pm

Les formules mésomères ("de poids raisonnable") d'une molécule sont celles faisant apparaître peu de charges formelles et respectant la règle de l'octet pour les éléments de la deuxième période de la classification périodique.
On peut les obtenir en déplaçant les doublets libres et liants des liaisons multiples, en s'arrangeant pour que le moins possible de charges formelles apparaissent et en respectant l'électronégativité des éléments (une charge + sera plutôt défavorisée sur un atome très électronégatif, mais il y a d'assez nombreux contre-exemples de cette dernière règle).
L'hybride de résonance ne peut pas s'écrire par une unique formule de Lewis, c'est justement la superposition des formules mésomères de la molécule, avec différents poids (qu'il est impossible de déterminer simplement par le calcul, sauf dans le cas de molécules symétriques où plusieurs formules mésomères sont équivalentes).
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » mer. avr. 19, 2006 9:53 pm

Ok Th. Zabulon! :) Merci bien de votre explication. :wink:
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » jeu. avr. 20, 2006 11:38 am

Une dernière chose:

pour l'exemple de la molécule $ OCN^- $, comment passe-t-on de la première forme ci-dessous à la seconde? (par quels déplacements d'électrons??)

Image

Merci d'avance.
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Th. Zabulon
Messages : 213
Enregistré le : dim. oct. 09, 2005 2:14 pm

Message par Th. Zabulon » jeu. avr. 20, 2006 2:03 pm

On rabat deux doublets libres de O entre C et O (d'où une liaison triple au lieu de simple) et deux doublets liants entre C et N vers N (d'où deux doublets libres supplémentaires).
Cette dernière formule mésomère a sans doute un poids très faible : charge + sur l'élément le plus électronégatif et charge 2- sur N, vraiment peu probable.
Une autre formule du type O=C=N avec deux doublets libres sur N et O et la charge - sur N, qui serait donc intermédiaire entre les deux que tu as écrites, est plus satisfaisante que celle de droite.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » jeu. avr. 20, 2006 8:02 pm

Mais 2 doublets autour d'un même atome peuvent être déplacés en même temps? :?
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Th. Zabulon
Messages : 213
Enregistré le : dim. oct. 09, 2005 2:14 pm

Message par Th. Zabulon » ven. avr. 21, 2006 1:42 pm

Pourquoi pas ? On peut les basculer un par un, via la formule mésomère intermédiaire que j'ai indiquée précédemment, mais on peut aussi les déplacer par paquets, du moment qu'on tombe sur quelque chose de cohérent. Ces déplacements électroniques ne traduisent pas un processus microscopique réel mais permettent d'écrire des formules décrivant au mieux la structure d'une molécule.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » ven. avr. 21, 2006 2:51 pm

D'accord! Je n'étais pas sûr .. :wink:

Autre chose encore .. :oops: dans un exercice, sur un hybride de raisonnance, j'ai vu apparaître les notations $ Nu^- $ et$ E^+ $ ... A quoi correspondent-elles, et quand les employer? Après cela, je n'aurai plus de questions je pense! :roll:
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Avatar du membre
Pif-Pof
Messages : 233
Enregistré le : mer. févr. 25, 2004 10:01 pm
Localisation : en l'air

Message par Pif-Pof » ven. avr. 21, 2006 2:58 pm

En ce qui me concerne, $ Nu^- $ et$ E^+ $ correspondond respectivement à l'abréviation des termes nucléophile et electrophile.


Sinon, comme le dit Th Zabulon plus haut, il faut bien faire attention à ne pas confondre la mésomérie avec des déplacements d'électrons comme ceux que l'on peut avoir lors d'une réaction entre un electrophile et un nucléophile. Les différentes formes mésomères rendent compte de la structure d'une molécule possédant des electrons n ou $ \pi $.

Si tu as acquis cette notion, la mésomérie ne devrait plus te poser de problèmes dès lors! :wink:
Dans la vie, il y'a trois catégories de gens: ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas compter.

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » ven. avr. 21, 2006 3:21 pm

ok! Mais quand/comment utiliser ces deux abrévations sur un schéma d'hybride de raisonnance?
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Avatar du membre
Pif-Pof
Messages : 233
Enregistré le : mer. févr. 25, 2004 10:01 pm
Localisation : en l'air

Message par Pif-Pof » ven. avr. 21, 2006 9:47 pm

Bééé, à vrai dire, sur un hybride de résonance (et non pas de raisonnance :wink:) j'ai plutot vu des $ \delta^+ $ et des $ \delta^- $ que $ Nu^- $et $ E^+ $. Mais bon, tu choisis la notation que tu veux hein.

Et ceci sert à indiquer si tel ou tel atome est plutot chargé positivement ou plutot négativement.
Dans la vie, il y'a trois catégories de gens: ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas compter.

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » sam. avr. 22, 2006 4:23 pm

D'accord! :)
J'ai lu dans certains "cours" qu'on parlait de conjugaison de doubles liaisons. En effet, on dit que 2 doubles liaisons sont conjugées lorsqu'elles sont séparées par une seule liaisons simple; au contraire, elles ne sont pas conjuguées lorsqu'au moins 2 liaisons simples les séparent.
J'aurais voulu savoir ce que cela implique dans les écritures des différentes formes mésomères .. lorsqu'on a des doubles liaisons conjuguées, que peut-on faire (ou pas), et lorsque des doubles liaisons ne le sont pas, que peut-on faire (ou pas)?
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Th. Zabulon
Messages : 213
Enregistré le : dim. oct. 09, 2005 2:14 pm

Message par Th. Zabulon » dim. avr. 23, 2006 4:08 pm

Comparons le penta-1,4-diène H2C=CH-CH2-CH=CH2 (non conjugué) et le penta-1,3-diène H2C=CH-CH=CH-CH3 (conjugué).
Dans le premier cas (diène non conjugué), on peut, pour chaque double liaison C=C, écrire des formules mésomères avec un doublet libre et une charge - sur le carbone 1 (numérotation de la nomenclature) et une lacune et une charge + sur le carbone 2, l'inverse (+ sur 1 et - sur 2), et la même chose sur les atomes 4 et 5. Les deux doubles liaisons sont indépendantes l'une de l'autre, elles ne sont pas conjuguées à cause du CH2 central.
Dans le cas du diène conjugué, on peut écrire le même type de formules mésomères, mais aussi d'autres, grâce à la conjugaison des doubles liaisons, comme H2C-CH=CH-CH-CH3 avec un doublet libre et une charge - sur le carbone 1 et une lacune et une charge + sur le carbone 4 (et inversement) : on peut donc écrire des formules mésomères supplémentaires dans ce cas et les deux doubles liaisons ne sont pas indépendantes l'une de l'autre. On peut ainsi justifier que le diène conjugué soit plus stable que le diène non conjugué et on peut aussi attendre d'autres produits lors d'une addition électrophile sur un diène conjugué.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes

Avatar du membre
m@tix
Messages : 179
Enregistré le : mar. sept. 13, 2005 9:28 pm

Message par m@tix » lun. avr. 24, 2006 12:01 am

D'accord Th. Zabulon .. Je pense avoir compris votre explication. Merci bien à vous. :wink:
Mais en fait, je demandais cela car j'étais tombé sur un exo dont je ne comprenais pas tellement la correction.
On me donnait la molécule de hex-5-èn-3-one suivante:

Image

Et on me demandait alors d'écrire les formes mésomères les plus probables.

Le corrigé indique:

Comme les deux doubles liaisons sont séparées par 2 liaisons simples, elles ne sont pas conjuguées, ce qui fait que la seule forme mésomère envisageable est:

Image

Malgré votre claire explication, je ne comprends pas pourquoi on ne peut bouger les doublets intervenant dans la deuxième double liaison .. (à droite), et qu'on s'intéresse seulement à la première...
"Différence entre le Génie et la Bêtise: le Génie a des limites."

Avatar du membre
Pif-Pof
Messages : 233
Enregistré le : mer. févr. 25, 2004 10:01 pm
Localisation : en l'air

Message par Pif-Pof » lun. avr. 24, 2006 1:58 am

Tu as oublié d'enlever la double liaison C=O. Tu dois obtenir ça:

Image


Sinon, en reprenant ce que t'as dit Th. Zabulon dans son premier message, tu dois pouvoir normalement comprendre de toi même pourquoi la seule forme mésomère envisageable est celle ci (respect de la règle de l'octet, charge négative sur l'atome le plus electronégatif ...).

Evidemment, tu peux tout à fait délocaliser les électrons de la double liaison C=C, mais les formes mésomères résultant de cette délocalisation sont tellement peu stables que leurs poids sont nuls comparativement à la précédente. Bref, des formes très moches, qu'il ne sert à rien d'envisager:

Image

D'où le "Comme les deux doubles liaisons sont séparées par 2 liaisons simples, elles ne sont pas conjuguées, ce qui fait que la seule forme mésomère envisageable"




PS: Pour info, si par exemple les doubles liaisons C=C et C=O avait été conjuguées, la forme mésomère la plus probable aurait impliqué la délocalisation des électrons de la double liaison C=C. Car la forme résultante respecte les règles citées plus haut, et permet un éloignement maximal des charges, contrairement au cas précédent ou on en créait inutilement:

Image
Dans la vie, il y'a trois catégories de gens: ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas compter.

Répondre

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 2 invités