Les paires électroniques se repoussent !

Valence Shell Pair Electron Repulsion. La théorie VSEPR ou Valence Shell Electronic Pairs Repulsion signifie: « répulsion des paires électroniques de la couche de valence ».

C’est est une méthode simple et efficace permettant de prédire la géométrie des molécules en se basant sur la théorie de la répulsion des électrons de la couche de valence. Elle est aussi connue sous le nom de « théorie de Gillespie » (Figure 31).

Comme son nom l’indique, cette méthode considère que tous les doublets liants (notés X) et non liants (notés E) se repoussent mutuellement afin de minimiser l’énergie de

répulsion entre les paires électroniques. Le schéma de répulsion se visualise aisément en plaçant les paires électroniques les plus éloignées possibles les unes des autres à la surface d’une sphère et dont le centre est l’atome centrale (A).

Les figures de répulsions sont notées AXmEn où m et n représentent respectivement le nombre de doublets liants et non-liants (méthode AXE) (Tableau 14).

Figure 31 Figures de répulsion montrant la répartition des doublets de la couche de valence d’un atome avec exemples de molécules

Le choix d’une figure de répulsion pour une molécule dépend du nombre de doublets liants et non-liants de l’atome central. La géométrie de d’une molécule n’est pas forcément celle qu’indique la figure de répulsion. Prenons par exemples la molécule d’eau, H2O et d’ammoniac. L’oxygène et l’azote sont les atomes centraux, possédant quatre doublets dans leur couche de valence ; deux doublets liants et deux doublets non-liants. La figure de répulsion correspondante pour ces deux molécules est un tétraèdre (Figure 32). Leur géométrie est une forme de  « V » pour la molécule d’eau et une forme pyramidale à base carrée pour la molécule d’ammoniac. En effet, dans la molécule d’eau, les deux liaisons O-H sont les seules représentées et dans la molécule d’ammoniac ne sont représentées que les liaisons N-H. Les doublets non-liants sont localisés sur l’atome d’oxygène ou d’azote comme nous l’avons vu dans les structures de Lewis.

Figure 32 La figure de répulsion est différente de la géométrie de la molécule s’il existe des doublets non-liants. Les molécules d’eau et d’ammoniac présentent une figure de répulsion tétraédrique, alors H2O à une forme coudée et l’ammoniac une forme de bipyramide trigonale.

En résumé, Tableau 14 montre les figures de répulsion avec des exemples de molécules.

Tableau 14 Classification de la géométrie des molécules selon la méthode AXE (non exhaustif)

AXE

Nombre de doublets
(m+n)

Figure de répulsion

Nombre de liaison
(m)

Forme des molécules

Avec exemple

AX2

2

Droite

2

 

AX3

3

Triangle équilatéral

3

 

AX2E

3

Triangle équilatéral

2

 

AX4

4

Tétraèdre

4

 

AX3E

4

Tétraèdre

3

 

AX2E2

4

Tétraèdre

2

 

AX5

5

Bipyramide trigonale

5

 

AX4E

5

Bipyramide trigonale

4

 

AX6

6

Octaèdre

6

 

3 réflexions au sujet de « Les paires électroniques se repoussent ! »

  1. De très belles figures.
    Quel est le logiciel qui vous a permis de réaliser ces jolis dessins?
    Merci d’avance pour votre réponse.

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