Tableau périodique

La liaison chimique - Exercices

5.1 Décrire la différence de densité électronique et d'énergie entre l'orbitale liante et l'orbitale anti-liante qui résultent de la combinaison linéaire de deux orbitales atomiques.

5.2 Décrire comment deux orbitales atomiques p se recouvrent pour former soit deux orbitales moléculaires ../sigma, soit deux orbitales moléculaires pi.

5.3 Comment varient l'énergie et la longueur d'une liaison lorsque l'ordre de liaison augmente ?

5.4 Prédire si les espèces diatomiques homonucléaires suivantes sont stables. Pour une série donnée, prédire le classement des espèces par ordre d'énergie de liaison croissante:
     a) H2+, H2-, H22-        b) O2+, O2-, O2

5.5 Écrire la configuration électronique de l'état fondamental et du premier état excité de N2. Ces deux états possèdent-ils les mêmes propriétés magnétiques?

5.6 Déterminer la configuration électronique et l'ordre de liaison (O.L.) des espèces H2, B2 et F2. Lesquelles sont paramagnétiques?

5.7 A l'aide d'un diagramme d'énergie des orbitales atomiques et des orbitales moléculaires, prédire laquelle parmi les deux espèces F et F2 possède la plus grande énergie de première ionisation.

5.8 Construire le diagramme d'énergie des orbitales moléculaires de l'ion C22-, en y représentant la configuration électronique de l'état fondamental. Calculer l'ordre de liaison. Cette liaison est-elle stable?

5.9 Pour chacune des espèces suivantes: O2 , O2+ , O2- , O22-
  1. construire le diagramme d'énergie des orbitales moléculaires;
  2. représenter sur le diagramme la configuration électronique de l'état fondamental;
  3. prédire les propriétés magnétiques.
Classer les quatre espèces par ordre d'énergie de liaison.

5.10 Proposer, en indiquant les hypothèses et les étapes du raisonnement, un diagramme d'énergie des orbitales moléculaires et une configuration électronique de la molécule de phosphore P2 à l'état fondamental.

5.11
  1. Porter, sur la même échelle d'énergie, les orbitales atomiques des électrons de valence du lithium Li et de l'hydrogène H.
  2. Décrire les orbitales moléculaires que donne, selon vous, la combinaison linéaire de ces orbitales atomiques: quel en est le nombre, quelle symétrie possèdent-elles et quelle est leur énergie, par rapport à celle des orbitales atomiques parentes?
  3. Construire le diagramme d'énergie des orbitales moléculaires, en y représentant la configuration électronique de l'état fondamental de la molécule LiH.
  4. Cette molécule est-elle stable? pourquoi?

5.12 Calculer le changement d'énergie associé à la réaction
ClO donne Cl+ + O-
Au besoin, on pourra utiliser le tableau suivant, qui donne l'énergie de première ionisation, I1, l'affinité électronique, Ae, et l'énergie de dissociation, DELTAEdiss, pour quelques atomes et molécules:
   I1 (eV)   Ae (eV)   DELTAEdiss (eV) 
Cl 12.97 -3.614  
O 13.62 -1.462  
 ClO  10.89 -2.276 2.789

5.13 À l'aide du tableau suivant, qui donne l'énergie de première ionisation, I1, l'affinité électronique, Ae, et l'énergie de dissociation, DELTAEdiss, pour quelques atomes et molécules:
   I1 (eV)   Ae (eV)   DELTAEdiss
 (kJ.mol–1) 
H 13.598 -0.7542  
F 17.423 -3.4012  
I 10.451 -3.0590  
 HF  16.044  ion instable  569.87
 HI  10.386 ion instable 298.41

Calculer le changement d'énergie associé à:
  1. HI donne H+ + I-
  2. HF + I- donne HI + F-
    Réponses: a) 13.632 eV; b) 2.4713 eV

5.14 Deux charges de même valeur absolue mais de signe opposé + et - , séparées par une distance r donnent naissance à un moment dipolaire. Ce dernier est un vecteur de module µ = ×r dirigé sur l'axe des deux charges, de - à +. Le moment dipolaire de la glycine +NH3CH2COO- est 16.7 D. Quelle distance r sépare les deux atomes chargés de la molécule? Quels sont la direction et le sens du moment dipolaire µ?

5.15 La distance entre les deux atomes de la molécule de HCl est égale à 1.26 Å. Le moment dipolaire expérimental du gaz est 1.08 D. Calculer le caractère ionique de la liaison. S'agit-il d'une liaison covalente pure, covalente peu polaire, covalente très polaire ou ionique?

5.16 Calculer le caractère ionique de la liaison dans les halogénures métalliques suivants:
CsF CsCl KF KCl KBr
µ(expérimental) (D) 7.9 10.5 7.3 10.4 10.5
longueur de la liaison (Å) 2.34 2.90 2.55 2.67 2.82

5.17 Classer les liaisons suivantes de la moins polaire à la plus polaire:
      C-N,   Li-F,   H-H,   O-H,   C-C,   S-O

5.18 Pour une molécule contenant plusieurs liaisons polaires, le moment dipolaire de la molécule est la résultante des vecteurs moments dipolaires de chacune des liaisons. Les deux liaisons H-O de la molécule d'eau font un angle égal à 105°. Sachant que le moment dipolaire expérimental de l'eau est égal à 1.85 D, calculer le moment dipolaire que l'on peut associer à la liaison H-O.

5.19 phosgeneOn considère la molécule de phosgène OCCl2, représentée ci-contre, et dont le moment dipolaire est égal à 1.17 D. À l'aide des données de l'aide-mémoire:
  1. Calculer l'angle Cl-C-Cl
  2. Comment s'oriente la molécule dans un champ électrique?
version PDF de la première partie de ce fichier pour télécharger cette page en format PDF, en vue de l'imprimer.
Page précédente