Objectif d’apprentissage
- Décrire l’écart par rapport à la règle de l’octet par les radicaux libres
Points Clés
- Alors que la majorité des composés formés à partir d’atomes de numéro atomique inférieur à 20 suivent la règle de l’octet, il existe de nombreux exemples de composés qui ne le font pas.
- Avoir un nombre impair d’électrons dans une molécule garantit qu’elle ne suit pas la règle de l’octet, car la règle nécessite huit électrons (ou deux pour l’hydrogène) autour de chaque atome.
- Les espèces stables les plus couramment rencontrées qui existent avec un nombre impair d’électrons sont les oxydes d’azote, tels que l’oxyde nitrique (NO) et le dioxyde d’azote (NO2), qui sont tous deux des radicaux libres et désobéissent à la règle de l’octet.
Termes
- radicaltoute molécule, ion ou atome avec un ou plusieurs électrons non appariés. Leur réactivité et leur stabilité varient de très réactives, se produisant sous forme d’espèces transitoires (à courte durée de vie), à métastables.
- métastable ou se rapportant à un état physique ou chimique qui a une durée de vie relativement longue, mais qui peut se désintégrer à un état d’énergie plus faible lorsqu’il est perturbé.
- les atomes de règle d’octet perdent, gagnent ou partagent des électrons afin d’avoir une enveloppe de valence complète de huit électrons. L’hydrogène est une exception car il peut contenir un maximum de deux électrons dans son niveau de valence.
Radicaux libres
Certains éléments, notamment l’azote, peuvent former des composés qui n’obéissent pas à la règle de l’octet. Une classe de tels composés sont ceux qui ont un nombre impair d’électrons. Comme la règle des octets nécessite huit électrons autour de chaque atome, une molécule avec un nombre impair d’électrons doit désobéir à la règle des octets. Les molécules avec des électrons non appariés sont appelées « radicaux libres ». »Bien que généralement très instables, et donc très réactifs, certains radicaux libres présentent une stabilité de jours, de mois, voire d’années. Ces derniers composés sont dits « métastables », c’est-à-dire qu’ils se décomposeront ou réagiront s’ils ont suffisamment de temps, mais sont suffisamment stables pendant une période de temps considérable, de jours à années paires, lorsqu’ils ne sont soumis qu’à des perturbations mineures.
Des exemples de Molécules Radicalaires
Rappellent que la
structure de Lewis
d’une molécule doit représenter le nombre total de
valence
électrons
de tous les atomes qui sont liés entre eux.
L’oxyde nitrique a la formule NO. Le nombre total d’électrons de valence est de 5 + 6 = 11. Par conséquent, peu importe la façon dont les électrons sont partagés entre les atomes d’azote et d’oxygène, il n’y a aucun moyen pour l’azote d’avoir un octet. Il aura sept électrons, en supposant que l’atome d’oxygène satisfait l’octet.
L’oxyde nitrique est un sous-produit des réactions de combustion qui se produisent dans les moteurs, comme ceux des moteurs automobiles et des centrales à combustibles fossiles. Il est également produit naturellement lors de la décharge électrique de la foudre pendant les orages.
Le dioxyde d’azote est le composé chimique de formule NO2. Encore une fois, le dioxyde d’azote ne suit pas la règle de l’octet pour l’un de ses atomes, à savoir l’azote. Le nombre total d’électrons de valence est de 5 + 2 (6) = 17. Il y a un caractère radical persistant sur l’azote car il a un électron non apparié. Les deux atomes d’oxygène de cette molécule suivent la règle de l’octet.
Le dioxyde d’azote est un intermédiaire dans la synthèse industrielle de l’acide nitrique, dont des millions de tonnes sont produites chaque année. Ce gaz toxique brun rougeâtre a une odeur piquante et piquante caractéristique et est un polluant de l’air important.