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par Th. Zabulon » 10 déc. 2006 12:10
Il convient de bien distinguer les deux décomptes d'électrons : celui pour déterminer si un atome est lacunaire et celui pour déterminer sa charge formelle.
- pour déterminer le nombre d'électrons dans le "voisinage" d'un atome et vérifier la règle de l'octet, on compte le nombre de doublets (liants et non liants) sur un atome et on multiplie par 2 pour avoir le nombre d'électrons. Si un atome a quatre doublets dans son voisinage, il a donc huit électrons et respecte la règle de l'octet. S'il a trois doublets (cas d'un carbocation ou de BH3, voir plus bas), il possède une lacune électronique. Un atome de la deuxième période de la classification périodique ne peut pas avoir plus de huit électrons (donc quatre doublets) dans son voisinage.
- pour déterminer la charge formelle, on compte les électrons différemment : un doublet libre appartient "en propre" à l'atome (deux électrons) et un doublet liant est considéré, du point de vue de ce décompte pour la charge formelle, comme partagé équitablement entre les deux atomes liés : un électron "en propre" pour chaque atome. On compare ensuite le nombre d'électrons trouvés ainsi dans une formule de Lewis et le nombre d'électrons de valence de l'élément considéré pour en déduire la charge formelle de l'atome dans la molécule.
Exemples :
BH3 : l'atome de bore est lié aux trois atomes H. Il comporte dans son voisinage trois doublets, donc six électrons, il a donc une lacune électronique. Mais, pour déterminer sa charge formelle, chaque doublet liant lui apporte un électron, d'où trois en tout et l'élément B possède trois électrons de valence, sa charge formelle dans BH3 est donc nulle. Un atome peut donc avoir une lacune électronique et ne pas être chargé.
Ion CH3+ : même formule de Lewis que pour BH3, lacune électronique sur C et charge formelle + car l'élément C possède 4e de valence
Ion CH3- : C lié à trois atomes H et porteur d'un doublet libre. Il a donc 8e dans son voisinage (trois doublets liants, un doublet libre) et respecte donc la règle de l'octet. Mais il a 5e "en propre" (un par doublet liant, deux pour le doublet libre) et il est donc chargé -.
NH3 : même formule de Lewis que l'ion CH3-, pas de charge formelle.
Ion H3O+ : même formule de Lewis que NH3, l'atome d'oxygène vérifie la règle de l'octet et ne porte donc pas de lacune électronique. Mais comme il n'a que 5e en propre et que l'élément O possède 6e de valence, il porte une charge formelle +. C'est un exemple d'atome chargé + et ne portant pas de lacune.
Il n'y a donc pas d'implication (ni dans un sens ni dans l'autre) entre lacune électronique et charge +. Mais il est vrai que, pour l'élément C, c'est souvent lié, mais pas toujours... (Une formule de Lewis du carbène CH2 fait figurer un doublet libre et une lacune sur l'atome C, qui ne porte alors pas de charge formelle dans cette structure).
Thomas Zabulon
Prof. chimie
Lycée Clemenceau, Nantes
) il suffit juste de savoir qu'un excès d'électrons: $ \delta^- $ et qu'un manque d'électrons: $ \delta^+ $.