Différence entre la géométrie électronique et la géométrie moléculaire

Différence principale - Géométrie électronique vs Géométrie moléculaire

La géométrie d'une molécule détermine la réactivité, la polarité et l'activité biologique de cette molécule. La géométrie d'une molécule peut être donnée sous forme de géométrie électronique ou moléculaire. La théorie VSEPR (théorie de la répulsion du couple d’électrons à coques de Valence) peut être utilisée pour déterminer les géométries de molécules. La géométrie des électrons inclut les paires d'électrons isolés présentes dans une molécule. La géométrie moléculaire peut être déterminée par le nombre de liaisons d’une molécule donnée. La principale différence entre la géométrie électronique et la géométrie moléculaire est que la géométrie des électrons est trouvée en prenant à la fois des paires d'électrons solitaires et des liaisons dans une molécule, tandis que la géométrie moléculaire est trouvée en utilisant uniquement les liaisons présentes dans la molécule.

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que la géométrie électronique?
      - Définition, identification, exemples
2. Qu'est-ce que la géométrie moléculaire?
      - Définition, identification, exemples
3. Quelles sont les géométries de molécules
      - Tableau explicatif
4. Quelle est la différence entre la géométrie électronique et la géométrie moléculaire
      - Comparaison des différences clés

Mots-clés: Géométrie électronique, Paire d'électrons isolés, Géométrie moléculaire, Théorie VSEPR

Qu'est-ce que la géométrie électronique?

La géométrie des électrons est la forme d'une molécule prédite en considérant à la fois les paires d'électrons de liaison et les paires d'électrons isolés. La théorie VSEPR stipule que les paires d'électrons situées autour d'un certain atome se repoussent. Ces paires d’électrons peuvent être soit des électrons de liaison, soit des électrons de non-liaison..

La géométrie des électrons donne la disposition spatiale de toutes les liaisons et paires isolées d'une molécule. La géométrie des électrons peut être obtenue en utilisant la théorie VSEPR.

Comment déterminer la géométrie électronique

Voici les étapes utilisées dans cette détermination.

1. Prédisez l'atome central de la molécule. Ce devrait être l'atome le plus électronégatif.
2. Déterminer le nombre d'électrons de valence dans l'atome central.
3. Déterminer le nombre d'électrons donnés par d'autres atomes.
4. Calculer le nombre total d'électrons autour de l'atome central.
5. Divisez ce nombre de 2. Cela donne le nombre de groupes d'électrons présents.
6. Déduire le nombre de liaisons simples présentes autour de l'atome central du nombre stérique obtenu ci-dessus. Cela donne le nombre de paires d'électrons isolés présentes dans la molécule.
7. Déterminer la géométrie de l'électron.

Exemples

Géométrie électronique de CH₄

Atome central de la molécule = C

Nombre d'électrons de valence de C = 4

Nombre d'électrons donnés par des atomes d'hydrogène = 4 x (H)                                   
                                                                                            = 4 x 1 = 4

Nombre total d'électrons autour de C = 4 + 4 = 8

Nombre de groupes d'électrons = 8/2 = 4

Nombre de liaisons simples présentes = 4

Nombre de paires d'électrons isolés = 4 - 4 = 0

Par conséquent, la géométrie électronique =   tétraédrique

Figure 1: Géométrie électronique du CH₄

Géométrie électronique de l'ammoniac (NH3)

Atome central de la molécule = N

Nombre d'électrons de valence de N = 5

Nombre d'électrons donnés par des atomes d'hydrogène = 3 x (H)
                                                                                              = 3 x 1 = 3

Nombre total d'électrons autour de N = 5 + 3 = 8

Nombre de groupes d'électrons = 8/2 = 4

Nombre de liaisons simples présentes = 3

Nombre de paires d'électrons isolés = 4 - 3 = 1

Par conséquent, la géométrie électronique = tétraédrique

Figure 2: Géométrie électronique de l'ammoniac

Géométrie électronique de AlCl3

Atome central de la molécule = Al

Nombre d'électrons de valence de Al = 3

Nombre d'électrons donnés par des atomes de Cl = 3 x (Cl)
                                                                                            = 3 x 1 = 3

Nombre total d'électrons autour de N = 3 + 3 = 6

Nombre de groupes d'électrons = 6/2 = 3

Nombre de liaisons simples présentes = 3

Nombre de paires d'électrons isolés = 3 - 3 = 0

Par conséquent, la géométrie électronique = trigonale plane

Figure 3: Géométrie électronique de AlCl3

Parfois, la géométrie électronique et la géométrie moléculaire sont les mêmes. En effet, seuls les électrons de liaison sont pris en compte dans la détermination de la géométrie en l'absence de paires d'électrons isolés..

Qu'est-ce que la géométrie moléculaire?

La géométrie moléculaire est la forme d'une molécule prédite en considérant uniquement les paires d'électrons de liaison. Dans ce cas, les paires d'électrons isolés ne sont pas prises en compte. De plus, les doubles liaisons et les triples liaisons sont considérées comme des liaisons simples. Les géométries sont déterminées sur la base du fait que les paires d'électrons isolés ont besoin de plus d'espace que les paires d'électrons de liaison. Par exemple, si une certaine molécule est composée de deux paires d'électrons de liaison et d'une paire isolée, la géométrie moléculaire n'est pas linéaire. La géométrie y est «coudée ou angulaire» car la paire d'électrons isolée a besoin de plus d'espace que deux paires d'électrons de liaison..

Exemples de géométrie moléculaire

Géométrie moléculaire de H₂O

Atome central de la molécule = O

Nombre d'électrons de valence de O = 6

Nombre d'électrons donnés par des atomes d'hydrogène = 2 x (H)
                                                                                           = 2 x 1 = 2

Nombre total d'électrons autour de N = 6 + 2 = 8

Nombre de groupes d'électrons = 8/2 = 4

Nombre de paires d'électrons isolés = 2

Nombre de liaisons simples présentes = 4 - 2 = 2

Par conséquent, la géométrie électronique = Bent

Figure 4: Géométrie moléculaire de H2O

Géométrie moléculaire de l'ammoniac (NH₃)

Atome central de la molécule = N

Nombre d'électrons de valence de N = 5

Nombre d'électrons donnés par des atomes d'hydrogène = 3 x (H)
                                                                                            = 3 x 1 = 3

Nombre total d'électrons autour de N = 5 + 3 = 8

Nombre de groupes d'électrons = 8/2 = 4

Nombre de paires d'électrons isolés = 1

Nombre de liaisons simples présentes = 4 - 1 = 3

Par conséquent, la géométrie électronique = pyramide trigonale

Figure 5: Structure en boule et en bâtonnet pour la molécule d'ammoniac

La géométrie électronique de l'ammoniac est tétraédrique. Mais la géométrie moléculaire de l'ammoniac est pyramidale trigonale.

Géométrie des molécules

Le graphique suivant montre certaines géométries de molécules en fonction du nombre de paires d'électrons présentes..

Nombre de paires d'électrons	Nombre de paires d'électrons de liaison	Nombre de paires d'électrons isolés	Géométrie électronique	Géométrie moléculaire
2	2	0	Linéaire	Linéaire
3	3	0	Trigonale plane	Trigonale plane
3	2	1	Trigonale plane	Courbé
4	4	0	Tétraèdre	Tétraèdre
4	3	1	Tétraèdre	Pyramide trigonale
4	2	2	Tétraèdre	Courbé
5	5	0	Bypyramidal trigonal	Bypyramidal trigonal
5	4	1	Bypyramidal trigonal	Bascule
5	3	2	Bypyramidal trigonal	en forme de T
5	2	3	Bypyramidal trigonal	Linéaire
6	6	0	Octaédrique	Octaédrique

Figure 6: Géométries de base des molécules

Le tableau ci-dessus montre les géométries de base des molécules. La première colonne de géométries montre les géométries d'électrons. Les autres colonnes indiquent les géométries moléculaires, y compris la première colonne..

Différence entre la géométrie électronique et la géométrie moléculaire

Définition

Géométrie électronique: La géométrie des électrons est la forme d'une molécule prédite en considérant à la fois les paires d'électrons de liaison et les paires d'électrons isolés.

Géométrie moléculaire: La géométrie moléculaire est la forme d'une molécule prédite en considérant uniquement les paires d'électrons de liaison..

Paires d'électrons solitaires

Géométrie électronique: Les paires d'électrons isolés sont prises en compte lors de la détermination de la géométrie de l'électron.

Géométrie moléculaire: Les paires d'électrons isolés ne sont pas prises en compte lors de la détermination de la géométrie moléculaire.

Nombre de paires d'électrons

Géométrie électronique: Le nombre total de paires d'électrons doit être calculé pour trouver la géométrie de l'électron.

Géométrie moléculaire: Le nombre de paires d'électrons de liaison doit être calculé pour trouver la géométrie moléculaire.

Conclusion

La géométrie électronique et la géométrie moléculaire sont les mêmes lorsqu'il n'y a pas de paires d'électrons isolés sur l'atome central. Mais s'il existe des paires d'électrons isolés sur l'atome central, la géométrie de l'électron diffère toujours de la géométrie moléculaire. Par conséquent, la différence entre la géométrie électronique et la géométrie moléculaire dépend des paires d'électrons isolés présentes dans une molécule..

Références:

1. «Géométrie moléculaire». N.p., n.d. Web. Disponible ici. 27 juillet 2017.
2. «Théorie VSEPR». Wikipedia. Wikimedia Foundation, 24 juillet 2017. Web. Disponible ici. 27 juillet 2017. 

Courtoisie d'image:

1. «Méthane-2D-petit» (domaine public) via Commons Wikimedia
2. “Ammonia-2D-flat” Par Benjah-bmm27 - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia
3. “AlCl3" de Dailly Anthony - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. “H2O Lewis Structure PNG” Par Daviewales - Propre travail (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
5. “Ammonia-3D-balls-A” de Ben Mills - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia
6. “Géométries VSEPR” Par Regina Frey, Ph.D., Université de Washington à St. Louis - Travail personnel, domaine public) via Commons Wikimedia