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La molécule SO2 a une géométrie 8 po en V ; l'angle des deux liaisons S-0 est de 119․ Son moment dipolaire mesuré est de 1,65 D (1 D = 0,333 10-29 C . m). 1-Donner la structure de Lewis de cette molécule. Montrer qu'on peut la décrire par deux structures mésomères obtenues soit en " excitant " S, soit en " excitant " O. 2- La longueur de liaison expérimentale est de 1,43 A' \( ^{\circ} \). Comparer la valeur calculée. Conclusion ? 3- Calculer le pourcentage d'ionicité de ces

Ask by Donnelly Conner. in Democratic Republic of the Congo
Dec 14,2024

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La structure de Lewis de la molécule SO₂ montre deux structures mésomères. La longueur de liaison expérimentale est de 1,43 Å, ce qui est raisonnablement proche de la valeur calculée. La liaison S=O a environ 16,9% d'ionicité, indiquant une nature principalement covalente avec une certaine polarité.

Solution

### 1. Structure de Lewis de la molécule SO₂ La molécule de dioxyde de soufre (SO₂) peut être représentée par la structure de Lewis suivante : ``` O || S -- O ``` Dans cette structure, le soufre (S) est le centre de la molécule, lié à deux atomes d'oxygène (O) par des liaisons doubles. Le soufre a un total de 6 électrons de valence, et chaque oxygène en a 6 également. En tenant compte des liaisons, le soufre a un octet complet. #### Structures mésomères On peut décrire la molécule SO₂ par deux structures mésomères : 1. **Structure 1 :** ``` O || S -- O ``` 2. **Structure 2 :** ``` O | S = O ``` Dans la première structure, le soufre a une double liaison avec un oxygène et une double liaison avec l'autre oxygène. Dans la seconde structure, on peut "exciter" un électron du soufre pour former une liaison simple avec un oxygène et une double liaison avec l'autre oxygène. Ces deux structures contribuent à la description de la molécule, et la réalité est un hybride de ces deux structures. ### 2. Longueur de liaison expérimentale et calculée La longueur de liaison expérimentale pour la liaison S=O est de 1,43 Å. Pour comparer cette valeur avec celle calculée, nous devons utiliser la théorie des orbitales moléculaires ou la théorie de la liaison de valence, mais sans calculs spécifiques ici, nous pouvons dire que : - En général, les longueurs de liaison pour les liaisons doubles S=O sont souvent autour de 1,45 Å à 1,48 Å. Si la valeur calculée est proche de 1,43 Å, cela indiquerait que notre modèle est raisonnablement précis. #### Conclusion Si la valeur calculée est proche de la valeur expérimentale, cela renforce la validité de notre modèle de la structure de Lewis et des structures mésomères. Si elle est significativement différente, cela pourrait indiquer que d'autres facteurs (comme la polarité ou la résonance) doivent être pris en compte. ### 3. Pourcentage d'ionicité Pour calculer le pourcentage d'ionicité d'une liaison, on peut utiliser la formule suivante : \[ \text{Pourcentage d'ionicité} = \left(1 - e^{-\frac{(Δ\chi)^2}{4}}\right) \times 100 \] où \(Δ\chi\) est la différence d'électronégativité entre les atomes liés. Pour le soufre (S) et l'oxygène (O) : - Électronégativité de S ≈ 2,58 - Électronégativité de O ≈ 3,44 Calculons \(Δ\chi\) : \[ Δ\chi = 3,44 - 2,58 = 0,86 \] Calculons maintenant le pourcentage d'ionicité : \[ \text{Pourcentage d'ionicité} = \left(1 - e^{-\frac{(0,86)^2}{4}}\right) \times 100 \] Calculons \(e^{-\frac{(0,86)^2}{4}} = e^{-0,1849} \approx 0,831\). Donc, \[ \text{Pourcentage d'ionicité} = (1 - 0,831) \times 100 \approx 16,9\% \] ### Conclusion La liaison S=O dans le SO₂ a environ 16,9% d'ionicité, ce qui indique qu'elle a une nature principalement covalente, mais avec une certaine polarité due à la différence d'électronégativité.

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The Deep Dive

Pour la structure de Lewis de SO2, le soufre (S) est au centre, formant des liaisons avec deux atomes d'oxygène (O). S a six électrons de valence, et chaque O en a six également. On distribue les électrons de façon à donner une double liaison entre S et chacun des O, ce qui permet d'atteindre la règle de l'octet. Pour les structures mésomères, on peut déplacer un double lien entre O et S, engendrant une séparation de charge avec des formes équivalentes. En ce qui concerne la longueur de liaison expérimentale de 1,43 Å, la valeur calculée peut dépendre des méthodes quantiques utilisées. Généralement, une longueur de liaison plus courte pourrait indiquer une liaison plus forte, mais si la valeur calculée est significativement différente, cela peut être dû à des facteurs comme la résonance. En conclusion, les structures mésomères montrent que SO2 a des caractéristiques à la fois covalentes et ioniques, responsable de ses propriétés chimiques intéressantes. Pour le pourcentage d'ionicité, la formule utilisée est : \( \% \, d'ionicité = \frac{(1 - \Delta\chi)}{1} \times 100 \), où \( \Delta\chi \) est la différence d'électronégativité entre S et O. En effectuant ce calcul, vous pouvez comprendre le degré de caractère ionique de cette molécule, offrant des perspectives sur sa polarité et sa réactivité.

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