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Un exemple concret
Dans la molécule d'eau H2O, l'oxygène possède 6 électrons de valence. Il forme deux liaisons simples avec deux atomes d'hydrogène et garde deux doublets non liants. Il est ainsi entouré de quatre doublets, soit huit électrons : la règle de l'octet est respectée.
Le piège à éviter
Oublier les doublets non liants. Ils ne forment pas de liaison, mais ils comptent dans l'octet et repoussent les autres doublets : c'est à cause d'eux que la molécule d'eau est coudée et non linéaire.
Pour aller plus loin
Pour établir un schéma de Lewis, on détermine d'abord la configuration électronique de chaque atome pour connaître ses électrons de valence. Un atome tend à acquérir la configuration du gaz noble le plus proche : deux électrons pour l'hydrogène (duet), huit pour le carbone, l'azote, l'oxygène ou le chlore (octet). Le nombre de liaisons que forme un atome est donc prévisible : 1 pour H et Cl, 2 pour O, 3 pour N, 4 pour C.
On place ensuite les liaisons, simples, doubles ou triples, puis on complète avec les doublets non liants. Dans le dioxyde de carbone CO2, le carbone forme deux doubles liaisons et chaque oxygène porte deux doublets non liants. Dans le diazote N2, une triple liaison relie les deux atomes. Une lacune électronique, notée par un rectangle vide, signale un atome qui n'a pas son octet, comme le bore dans BF3.
Le schéma de Lewis permet de prévoir la géométrie autour d'un atome central, car les doublets se repoussent et s'écartent au maximum. Quatre doublets donnent une géométrie tétraédrique pour CH4, pyramidale pour NH3 et coudée pour H2O. Combinée à l'électronégativité, cette géométrie indique si une molécule est polaire, ce qui explique la solubilité et la cohésion des solides. Cette notion appartient au thème de Première « De la structure des entités aux propriétés physiques de la matière ».
Ne pas confondre
- Formule développée : La formule développée montre toutes les liaisons mais pas les doublets non liants ; le schéma de Lewis représente tous les électrons de valence.
- Configuration électronique : La configuration décrit la répartition des électrons d'un atome isolé ; le schéma de Lewis décrit les électrons de valence dans une molécule.
Dans ta copie
Le carbone, de configuration 1s² 2s² 2p², possède quatre électrons de valence ; il forme donc quatre liaisons. Chaque oxygène en possède six et forme deux liaisons. Dans CO2, le carbone central est relié à chaque oxygène par une double liaison, et chaque oxygène porte deux doublets non liants. Tous les atomes respectent ainsi la règle de l'octet. L'atome central n'ayant aucun doublet non liant, les deux doubles liaisons s'écartent au maximum : la molécule est linéaire et, malgré des liaisons polarisées, elle est apolaire.
À retenir
- Le schéma de Lewis représente tous les électrons de valence sous forme de doublets.
- Un doublet liant correspond à une liaison covalente entre deux atomes.
- L'hydrogène respecte la règle du duet, les éléments C, N, O et Cl celle de l'octet.
- Les doublets non liants influencent la géométrie de la molécule.
Teste-toi
Physique-chimie · question corrigée
Combien de doublets non liants porte l'atome d'azote dans la molécule d'ammoniac NH3 ?
Voir la réponse
Réponse B. L'azote a 5 électrons de valence : trois sont engagés dans les liaisons N–H, les deux autres forment un doublet non liant.
Physique-chimie · question corrigée
Quelle est la géométrie de la molécule de méthane CH4 ?
Voir la réponse
Réponse A. Le carbone central est entouré de quatre doublets liants qui s'écartent au maximum : la géométrie est tétraédrique.
Questions fréquentes
Comment savoir combien d'électrons de valence possède un atome ?
On écrit sa configuration électronique et on compte les électrons de la dernière couche occupée. Pour les éléments des trois premières périodes, la position dans le tableau périodique le donne directement.
Un ion peut-il avoir un schéma de Lewis ?
Oui. On ajoute ou retire des électrons selon la charge, et on indique la charge formelle sur l'atome concerné, comme dans l'ion oxonium H3O⁺.
Notions liées
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