ChimieFiche 6 · Liaisons et structures de LewisStructure de Lewis : la méthode des 5 étapes
Mécanique 2 · Tutoriel

Structure de Lewis : la méthode des 5 étapes

La mécanique à maîtriser avant de passer aux exercices.

La structure de Lewis montre tous les électrons de valence : les doublets liants (les liaisons) et les doublets non liants. On la construit avec un petit jeu de quatre grandeurs.

À retenirLes quatre grandeurs clés
nmax=8a+2bnv=(iNival)q\boxed{n_{\max} = 8a + 2b} \qquad \boxed{n_{v} = \Big(\textstyle\sum_i N_i^{\text{val}}\Big) - q}
nl=nmaxnv    nb liaisons=nl2nnl=nvnl    nb doublets libres=nnl2\boxed{n_{l} = n_{\max} - n_{v}} \;\Rightarrow\; \text{nb liaisons} = \tfrac{n_l}{2} \qquad \boxed{n_{nl} = n_{v} - n_{l}} \;\Rightarrow\; \text{nb doublets libres} = \tfrac{n_{nl}}{2}
  • aa : nombre d'atomes visant l'octet (tous sauf H\ce{H}) ; bb : nombre d'atomes visant le duet (les H\ce{H}).
  • NivalN_i^{\text{val}} : électrons de valence de l'atome ii (numéro de colonne) ; qq : charge de l'édifice.
MéthodeLes 5 étapes, dans l'ordre
  1. Formule brute et atome central (le moins électronégatif ; H\ce{H} n'est jamais central).
  2. Calculer nmax=8a+2bn_{\max} = 8a + 2b.
  3. Calculer nv=Nivalqn_{v} = \sum N_i^{\text{val}} - q (nombre de doublets disponibles =nv/2= n_v/2).
  4. Calculer nl=nmaxnvn_{l} = n_{\max} - n_{v}, puis nl/2=n_l/2 = nombre de liaisons.
  5. Calculer nnl=nvnln_{nl} = n_{v} - n_{l}, puis nnl/2=n_{nl}/2 = nombre de doublets libres, répartis pour compléter les octets.
Piègesigne de la charge & cas particuliers
  • Dans nv=Nvalqn_v = \sum N^{\text{val}} - q : pour un anion 1-1 on ajoute 11 (q=+1-q = +1) ; pour un cation +1+1 on retranche 11.
  • Molécule radicalaire (nvn_v impair) : on corrige par nl=nmaxnv1n_l = n_{\max} - n_v - 1, et il restera un électron célibataire.
  • La méthode simplifiée échoue pour quelques hypervalents (ex. SFX6\ce{SF6}) : elle donne 44 liaisons alors que le soufre en forme 66.
Exemplel'ammoniac NHX3\ce{NH3} en 5 étapes

Atome central N\ce{N} ; a=1a=1, b=3b=3. nmax=8+6=14n_{\max} = 8 + 6 = 14. nv=5+3=8n_v = 5 + 3 = 8. nl=148=63n_l = 14 - 8 = 6 \Rightarrow 3 liaisons NH\ce{N-H}. nnl=86=21n_{nl} = 8 - 6 = 2 \Rightarrow 1 doublet libre sur N\ce{N}. Octet de N\ce{N} : 3×2+2=83\times2+2 = 8.

Ensuite, 3 niveaux d'exercices :
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