Le schéma de Lewis représente tous les électrons de valence d’une molécule ou d’un ion, regroupés en doublets. Il permet d’interpréter la stabilité des entités et de prévoir leur géométrie, dont dépendent beaucoup de propriétés physiques.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Déterminer le nombre d’électrons de valence d’un atome à partir de sa configuration électronique
- Établir le schéma de Lewis d’une molécule ou d’un ion simple
- Repérer une lacune électronique et une charge formelle
- Prévoir la géométrie d’une entité à partir de son schéma de Lewis
1. Électrons de valence et règles de stabilité
Les électrons de valence sont ceux de la dernière couche occupée. Pour les éléments des colonnes 1, 2 et 13 à 18 des trois premières lignes, leur nombre se lit sur la position dans le tableau périodique (chiffre des unités du numéro de colonne, sauf pour l’hélium qui en a 2).
| Atome | Configuration | Électrons de valence | Liaisons usuelles | Doublets non liants |
|---|---|---|---|---|
| H (Z = 1) | 1s1 | 1 | 1 | 0 |
| C (Z = 6) | 1s2 2s2 2p2 | 4 | 4 | 0 |
| N (Z = 7) | 1s2 2s2 2p3 | 5 | 3 | 1 |
| O (Z = 8) | 1s2 2s2 2p4 | 6 | 2 | 2 |
| Cl (Z = 17) | [Ne] 3s2 3p5 | 7 | 1 | 3 |
2. Établir un schéma de Lewis
- Compter le nombre total d’électrons de valence (ajouter un électron par charge négative, en retirer un par charge positive).
- En déduire le nombre de doublets (diviser par 2).
- Placer les doublets liants entre les atomes, puis les doublets non liants pour respecter duet et octet.
- Indiquer les éventuelles charges et lacunes électroniques (case vide notée par un rectangle).
Molécule d’eau H2O
- Électrons de valence : 2 × 1 + 6 = 8, soit 4 doublets.
- Deux doublets liants O–H, deux doublets non liants sur l’oxygène.
- O est entouré de 4 doublets (octet), chaque H de 1 doublet (duet).
Lacune électronique : Absence d’un doublet autour d’un atome par rapport à la règle de l’octet (ou du duet pour H), représentée par un rectangle vide. Exemple : dans BH3, le bore n’est entouré que de 3 doublets ; dans l’ion H+, l’hydrogène n’a aucun électron.
3. Géométrie des entités
Les doublets (liants et non liants) autour d’un atome central se repoussent et s’écartent le plus possible. La géométrie décrit la position des atomes seulement.
| Doublets autour de l’atome central | Dont non liants | Géométrie | Exemple |
|---|---|---|---|
| 4 | 0 | tétraédrique (angles ≈ 109,5°) | CH4, NH4+ |
| 4 | 1 | pyramidale | NH3, H3O+ |
| 4 | 2 | coudée | H2O |
| 2 liaisons doubles | 0 | linéaire | CO2 |
| 3 directions de liaison | 0 | plane triangulaire | H2C=O (méthanal), BH3 |
À retenir
- Électrons de valence : ceux de la couche externe.
- Nombre de doublets = (somme des électrons de valence ± charge) / 2.
- Duet pour H, octet pour C, N, O : H forme 1 liaison, C 4, N 3, O 2.
- La géométrie résulte de la répulsion des doublets : tétraédrique, pyramidale, coudée, linéaire, plane.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.