STÉRÉOCHIMIE Stéréochimie inorganique
La stéréochimie, qui concerne la structure spatiale d'une molécule, peut paraître plus complexe en chimie minérale qu'en chimie organique. Celle-ci est la chimie du carbone, élément petit qui s'entoure de deux, trois ou quatre autres éléments ou radicaux ; l'entourage quatre correspond à la saturation électronique et à la structure tétraédrique. Par contre, avec les autres éléments qui représentent la plus grande partie du tableau de la classification périodique, on observe de deux à douze (ou plus) voisins autour de l'élément central.
Depuis Alfred Werner (prix Nobel de chimie en 1913), le chimiste minéraliste a attaché de l'importance à la répartition des atomes dans l'espace. C'est avec les composés cinétiquement stables, c'est-à-dire cinétiquement inertes, comme les complexes octaédriques du cobalt III et plans du platine II, que les premiers chercheurs ont poussé le plus à fond leurs investigations. Grâce à la diffraction des rayons X, une confirmation définitive de la géométrie des molécules fut possible. Il a fallu attendre des théories comme celle du champ cristallin, celle du champ des coordinats pour lever quelques contradictions dans les premières relations trouvées entre un certain nombre de propriétés (magnétisme, coloration, etc.) et la structure proposée.
Structure spatiale
Principales coordinences
La théorie ionique simplifiée permet d'expliquer la formation de polyèdres de coordination. En supposant que les atomes soient des sphères non déformables, et que les ions de signes opposés soient en contact, on peut penser d'abord que la coordinence est déterminée par de simples considérations géométriques, cela malgré la charge et la nature des ions en présence. C'est ainsi que, dans le chlorure de sodium, l'ion Na+ est entouré de six ions Cl- alors que la charge est unique. Mais le rapport des rayons permettrait de concevoir douze ions Cl- autour de l'ion Na+. Partant du rapport ρ du rayon de l'atome central A au rayon de l'atome qui est coordiné, il est possible de prévoir des figures simples. Pour des valeurs de ρ comprises entre 0 et 0,155, on peut imaginer une structure linéaire. Pour des atomes répartis au sommet d'un triangle équilatéral, le rapport ρ est compris entre 0,155 et 0,225. Avec une coordinence 4 tétraédrique, on a 0,225 < ρ < 0,414. Mais si cette coordinence 4 correspond à un carré, la disposition est identique à celle d'un octaèdre avec 0,414 < ρ < 0,732. Pour des valeurs supérieures à 0,732 et inférieures à 1, l'atome ou l'ion, A, se situe au milieu d'un cube, si bien que, dans ce cas, à une formule donnée ne correspond pas la même coordinence. Dans un ion AB3n-, A n'est pas nécessairement entouré de trois B disposés au sommet d'un triangle équilatéral, mais A peut être au centre d'un octaèdre. L'exemple le plus simple est celui du chlorure de sodium dans lequel il n'existe qu'une seule charge négative (l'ion chlorure) avec une formule AB : chaque ion Cl- et chaque ion Na+ est lié à six voisins. Dans le chlorure de césium, l'ion césium est réuni à huit ions Cl-.
Supposons que, dans l'ion AB4n-, A ne puisse s'entourer que de quatre voisins. L'examen du rapport des rayons permet d'envisager soit le carré, soit le tétraèdre. Des considérations de répulsions électrostatiques montrent que, si la liaison est ionique, c'est le tétraèdre qui offre la répulsion la plus efficace entre les ions de charges opposées, si bien que les écarts entre charges identiques sont les plus importants.
Un modèle très courant est celui d'un composé de formule AB5. D'après la théorie ionique, le rapport des rayons est minimal et égal à 0,414 pour une bipyramide à base triangulaire (forme I) ou une pyramide à[...]
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Jacques-Émile GUERCHAIS : professeur à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest, responsable du laboratoire de chimie inorganique moléculaire de l'université de Bretagne-Occidentale
Classification
Médias
Structures bipyramydales
Encyclopædia Universalis France
Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ faible
Encyclopædia Universalis France
Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ fort
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
AMPÈRE ANDRÉ-MARIE (1775-1836)
- Écrit par Louis POUDENSAN
- 1 788 mots
- 1 média
...s'arrête pas à l'énoncé de cette loi ; il cherche à en déduire la forme et l'arrangement des atomes pour prévoir leurs combinaisons, leurs substitutions. Il conçoit ce que l'on appelle aujourd'hui lastéréochimie qui, à son époque, ne fut considérée que comme « une fantaisie révolutionnaire ». -
BARTON DEREK HAROLD RICHARD (1918-1998)
- Écrit par Georges BRAM
- 484 mots
- 1 média
Chimiste britannique né à Gravesend (Kent). Derek Harold Richard Barton obtient son doctorat en 1942 à l'Imperial College de l'université de Londres, où il travaille deux ans dans un laboratoire dépendant des autorités militaires. Après un an passé dans l'industrie chimique, il retourne à l'Imperial...
-
CHIMIE THÉORIQUE
- Écrit par Lionel SALEM et François VOLATRON
- 4 288 mots
- 10 médias
...cas présent, de la symétrie spatiale des orbitales moléculaires. Woodward et Hoffmann ont considéré la réaction de fermeture de cycle de la molécule de butadiène. Ils ont fait remarquer que, pour une molécule portant des substituants différents X et Y aux deux bouts, deux produits distincts peuvent être... -
CHIRALITÉ, chimie
- Écrit par Pierre LASZLO
- 1 347 mots
Un objet est chiral s'il n'est pas superposable à son image dans un miroir, ou image spéculaire. Nos mains appartiennent à cette classe des objets chiraux, d'où leur nom, dérivé du grec kheir, « main ». Nos mains, gauche et droite, sont l'image spéculaire l'une de l'autre. De la...
- Afficher les 23 références
