Molécule, Chimie et Liaison Covalente - Exercices avec Réponses PDF

Chapitre 2 La molécule 1- La molécule est un ensemble d’atomes (identiques ou différents) liés ensemble par des liaisons covalentes (simple,double ou triple) Molécule diatomique: formée de 2 atomes identiques ou différents: O2, HCl Molécule polya...

Chapitre 2 La molécule 1- La molécule est un ensemble d’atomes (identiques ou différents) liés ensemble par des liaisons covalentes (simple,double ou triple) Molécule diatomique: formée de 2 atomes identiques ou différents: O2, HCl Molécule polyatomique: formée de plusieurs atomes(plus que 2 atomes) 2- Seuls les gaz rares sont stables à l’état atomique car ils ont leurs octet ( à l’exception de l’hélium qui a son duet) Donc tous les atomes ont tendance à être stable c-à-d à avoir la configuration électronique du gaz rare le plus proche. Exemple Cl2 ……………………………………………………………………………………………… ……….. H2 ……………………………………………………………………………………………… ………. 3- Liaison covalente: C’est la mise en commun des électrons célibataires de la couche de valence de 2 atomes pour atteindre la configuration des gaz rares. Elle a eu lieu entre les non métaux. Les 3 types des liaisons covalentes sont: a- Liaison covalente simple: mise en commun de 2 e- ( 1 doublet) Exemple: ………………………………………………………………………………………… …………. b- Liaison covalente double: mise en commun de 4 e- ( 2 doublets) Exemple: ………………………………………………………………………………………… ………… c- Liaison covalente triple: mise en commun de 6 e- ( 4 doublets) Exemple: ………………………………………………………………………………………… ………… 4- Représentation de Lewis d’une molécule: Elle indique la représentation des électrons de valence montrant les paires liants et non liants. N.B:Pour écrire la représentation de Lewis d’une molécule, il faut indiquer l’atome centrale( c’est l’atome qui a la plus grande valence c-à-d le plus grand nombre d’e- célibataire). Puis on lie les atomes les uns aux autres par la mise en commun des e- célibataires en respectant la règle de l’octet et de duet pour H)  Application: Donner la représentation de Lewis de la molécule NH3 , sachant que l’atome N a 5 e- de valence et H en a 1. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Exercices supplémentaires Exercice 1 - Le méthanol Sur l’étiquette de certaines bouteilles d’arak, on lit : « ne contient pas de méthanol ». Ce dernier est un alcool toxique dont la molécule est formée d’un atome de carbone, quatre atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Toutes les liaisons sont simples. 1. Donner la formule brute du méthanol. 2. Donner la représentation de Lewis de cette molécule. 3. Y a-t-il plus qu’un atome central dans cette molécule? Exercice 2 - Un gaz toxique Le cyanure d’hydrogène HCN appelé également acide cyanhydrique est un gaz toxique et redoutable. Respiré à faible dose, il provoque la mort. Il fut utilisé dans les chambres à gaz. 1. Donner la structure de Lewis de cette molécule, sachant que N a 5 e- de valence et C en a 4. Exercice 3 - Le phosgène Le phosgène est un gaz toxique qui fut utilisé comme gaz de combat pendant la première guerre mondiale 14-18. Il répond à la formule COCl2. 1. Donner la structure de Lewis de cette molécule, sachant que C a 4 e- de valence, O en a 6 et Cl en a 7. Exercice 4 - L’urée L’urée est une molécule organique qui a pour formule brute N2H4CO. Formée dans le foie, elle est évacuée dans les urines. Des techniques d’analyse permettent de savoir qu’il existe dans la molécule une liaison double entre les atomes de carbone et d’oxygène. 1. Donner une représentation de Lewis de la molécule. 2. En déduire sa formule semi-développée. Suite cours 5- Polarité d’une liaison chimique Une liaison est dite polaire si elle admet deux extrémités : l’une plus condensée en charges positives, l’autre en charges négatives. Généralement la raison d’avoir une liaison polaire, c’est qu’il existe une différence d’électronégativité entre les atomes responsables de cette liaison. ► L’électronégativité (ε) est l’aptitude d’un atome à attirer les électrons vers lui. Ainsi l’atome le plus électronégatif aura la charge négative et l’atome le moins électronégatif aura la charge positive. Deux atomes identiques (de même électronégativité) ou différents (mais d’électronégativité proche ex : C et H) forment une liaison apolaire ou non polaire. Exemples: ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… 6- La masse molaire moléculaire  Masse moléculaire (M)= masse molaire d’une molécule = somme des masses molaires des atomes constituant cette molécule Exemple: Calculer la masse molaire moléculaire de CH et de C H OH et de CHCl3 4 2 5 Données: M(C)=12g/mol , M(H)=1g/mol.M(O)= 16g.mol et M(Cl) = 35.5 g.mol-1 -1 M(CH ) =M(C)+(4xM(H))=12+(4x1)=16g.mol-1 4 M(C H OH) =(2xM(C)) +(6xM(H)) +M(O)=(2x12) +(6x1) +(16) =46g.mol-1 2 5 M(CHCl3) = ……………………………………………………………………………………… 7- La mole de molécules 𝑚 𝑛=𝑀 avec n: nombre de mol ou quantité de matière en mol m: masse en g M: masse molaire Moléculaire en g.mol-1 𝑁 𝑛 = 𝑁𝐴 avec n: quantité de matière ou nombre de mol en mol N: nombre de molécules NA: nombre d’avogadro: 6.02 x 1023 𝑚 𝑁 = 𝑁𝐴 𝑀 𝑣 Pour les gaz :𝑛 = 𝑣 𝑚 avec V: volume de n mole (L) V : volume d’une mole ou volume molaire ( L.mol-1 ) m V = 22.4 L/mol dans les C.N.T.P ( conditions normales de T et de m P) 𝑚ሺ𝑔ሻ  N.B. la masse volumique 𝜌ሺ𝑔/𝐿ሻ = 𝑉ሺ𝐿ሻ donc V=m/ρ m=ρxV Exercice 5   1) Calculer la quantité de matière contenue dans  20 mL d’alcool blanc ordinaire C2 H6 O de masse volumique 0.78 g/mL.  2) Quel est le volume occupé par une quantité de matière d’ethanol de 0.5 mol?  On donne M( c)=12g/mol ,M(H)=1g/mol ,M(O)=16g/mol  Exercice 6  Quelle quantité de matière existe dans:  1) 11.2 L de dioxygène  2) 5.6 L de dioxyde de carbone CO2 ? Les gaz sont pris dans les C.N.T.P Exercice7 On considère un échantillon d’acide sulfurique H2SO4 de masse m =9.8g Calculer  1) le nombre de mol de molecules correspondants.  2) le nombre de molecules de H2SO4  3) le nombre d’atome d’hydrogène contenue dans cet échantillon  4) le nombre de mol d’atome d’oxygène correspondant.  On donne : M(H)=1g/mol, M(O)=16g/mol, M(S)=32g/mol Exercice 8 22 On considère 1.8 x 10 atomes d’hydrogène, contenues dans un échantillon d’ammoniac NH 3 On donne : M(N)=14 g/mol et M(H)= 1g/mol Calculer: 1) Le nombre d’atomes d’azote de l’échantillon. 2) Le nombre d’atomes totale. 3) Le nombre de molécules d’ammoniac. 4) Le nombre de mol de molécule d’ammoniac. 5) La masse de l’échantillon. 6) La masse d’azote dans l’échantillon.