Les paires d'électrons (liantes et non-liantes) autour d'un atome central se repoussent mutuellement. Elles s'arrangent pour maximiser les distances entre elles, minimisant ainsi les répulsions. La géométrie moléculaire est la position des seuls atomes (pas des doublets libres).
Notation AXmEn
A = atome central | X = atomes liés (m liaisons sigma) | E = doublets non-liants (n paires).
Le nombre de groupes électroniques = m + n détermine la géométrie électronique.
Ex: H₂O = AX₂E₂ (2 liaisons + 2 LP) → géométrie électronique tétraédrique, géométrie moléculaire coudée.
Liaison polaire si ΔEN > 0,4. Molécule polaire si la somme vectorielle des moments dipolaires de liaison est non nulle.
Molécule symétrique → moments s'annulent → apolaire (CO₂, CH₄, BF₃, CCl₄).
μ en Debye (D) : 1 D = 3,336 × 10⁻³⁰ C·m
Objectif : Déterminer la géométrie 3D et la polarité de molécules à partir de leur formule de Lewis, en appliquant la théorie VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion).
Protocole : 1. Écrire la structure de Lewis de la molécule (liaison, doublets libres). 2. Compter les paires d'électrons autour de l'atome central : m liaisons sigma + n doublets libres. 3. Identifier la notation AXmEn et le nombre de groupes électroniques (m+n). 4. Déduire la géométrie électronique (arrangement des paires) et la géométrie moléculaire (position des atomes). 5. Estimer les angles de liaison en tenant compte des répulsions LP-LP > LP-X > X-X. 6. Déterminer l'hybridation de l'atome central. 7. Analyser la polarité (ΔEN des liaisons + symétrie de la molécule).
Formule de l'angle tétraédrique : θ = arccos(-1/3) ≈ 109,47°
Formule du moment dipolaire de liaison : μ = q × d [C·m] ou en Debye (1D = 3,336×10⁻³⁰ C·m)