Bases de la Chimie Organique



BASES DE LA CHIMIE ORGANIQUE

            I- 1-  Liaison ionique :
            I- 2- Liaison covalente : 
                        I- 2- a- Liaison simple:
                        I- 2- b- liaison double :
                        I- 2- c- liaison triple :
            I- 3- Liaison Hydrogène :
II-1- Effet Inductif :
            II- 1- a- Effet Inductif attracteur (-I):
       Groupes attracteurs par  effet (-I) : 
            II- 1- b- effet inductif donneur(+I) :
        Groupes donneurs par effet (+I) :
II- 2- Effet mésomère :
            II- 2- 1- Effet mésomère donneur (+M)
            II- 2- 2-  Effet mésomère attracteur (–M)

1) Atomes nucléophiles :
2) Atomes électrophiles E:
            3) Cas des carbocations :
            4)Cas des carbanions :  
 



I – LIAISON MOLÉCULAIRE:

            I- 1-  Liaison ionique:

   La  liaison ionique résulte du transfert  d’un ou plusieurs électrons périphériques de valences d’un atome électropositif vers un autre atome.
- Le sodium en perdant son électron (Na+) acquiert la configuration du gaz rare le plus proche (Néon) et devient chargé positivement
(ion électropositif) ou cation.

-Le chlore en gagnant un électron (Cl-)  acquiert la configuration du gaz rare le plus proche (Argon) et devient chargé négativement.
(ion  électronégatif) ou anion.
   Les  atomes  que  l’on  rencontre couramment en chimie organique sont indiqués dans le tableau ci-dessous extrait du tableau de Mendeleev.
   Les valeurs données correspondent aux valeurs numériques des électronégativités des éléments à partir des énergies de liaison selon Pauling. 

Extrait du tableau de Mendeleev




 I- 2- Liaison covalente : 

            I- 2- a- Liaison simple:
   La liaison chimique covalente résulte de la mise  en  commun  de  deux   électrons, chaque  atome  participe  à  la  liaison  en fournissant  un  électron.  Le  doublet  de liaison  appartient  au nuage électronique formé  par  les  deux  électrons.
Lorsque les deux atomes liés sont différents, le doublet de liaison n’est plus à mi chemin des deux atomes, les électrons vont vers l’atome le plus électronégatif. La liaison est alors polarisée.
   Cette liaison dite covalente polaire est possible entre les atomes qui ne différent pas trop en électronégativités.
     I- 2- b- liaison double :
   Afin de compléter la couche de valence, les  atomes  mettent   en  commun plus d’une paire d’électron.    
  I- 2- c- liaison triple:
   De la même manière les atomes mettent en commun 3 électrons.

   I- 3- Liaison Hydrogène :

   Lorsqu’il est lié à des éléments très électronégatifs (F, O, N), l’atome d’hydrogène présente une déficience électronique suffisante pour lui permettre d’accepter partiellement un doublet n d’électrons. Il en résulte une liaison faible, d’un type particulier, dite liaison hydrogène.
1er cas :    Liaison intermoléculaire
2ème cas :    Liaison intramoléculaire :
ü Le carbone et la liaison covalente:
Le carbone est représenté par le symbole C. Il 4 e- de valences. Sa couche périphérique est à moitié remplie. Il n’est ni trop électropositif ni trop électronégatif. Il forme que des liaisons covalentes avec d’autres atomes ou avec lui même. La petite différence des électronégativités entre les atomes crée une liaison covalente polaire.

II- EFFETS ELECTRONIQUES :


   L’électronégativité est la tendance d’un atome à attirer vers lui le doublet d’une liaison.  Cette  propriété  entraîne   la polarisation des liaisons, ce qui régît le sens de la réaction. Pauling a déterminé une échelle d’électronégativité décroissante.

II-1- Effet Inductif :

            II- 1- a- Effet Inductif attracteur (-I):

    L’effet  inductif  est  un  effet  lié  aux  électrons σ.
   Considérons dans une molécule, une liaison entre un atome A et un autre atome par exemple le carbone C :
   Si l’électronégativité de l’atome A est supérieure à l’électronégativité de l’atome de carbone, alors A exerce un effet Inductif attracteur sur le carbone que l’on note (-I).
On appelle effet Inductif attracteur (-I) l’effet résultant du déplacement des électrons négatifs d’une liaison σ vers un atome plus électronégatif que le carbone. Le carbone est alors appauvri en électron. On observe alors une polarisation de  la liaison avec apparition de charge partielles sur les atomes et un moment dipolaire pour la molécule.
Groupes attracteurs par  effet (-I) :
Éléments électronégatifs portant une charge + :

II- 1- b- effet inductif donneur (+I) :

   Si  l’électronegativité  du  carbone  est supérieure à celle de l’atome A, alors ce dernier exerce un effet inductif donneur, que l’on note (+I).  
On appelle effet Inductif (+I)                   l’effet résultant du déplacement              des électrons  d’une liaison σ                          vers le carbone.

§  Groupes donneurs par effet (+I) :
§  Groupes électronégatifs portant une charge négative :
Remarques:
l  1) L'intensité  de  l'effet inductif est plus importante pour les atomes chargés que pour les atomes neutres.
l  2) L'intensité de l'effet inductif  est  surtout sensible  sur  l'atome portant  l'atome électroattracteur ou électrodonneur.
l  3) L'effet inductif est cumulatif

   II- 2- Effet mésomère :

   L’effet mésomère se traduit par l’apparition de charges partielles, comme l’effet inductif, mais l’origine de ces charges est différente.
   Dans le cas de l’effet inductif, seuls les électrons σ sont concernés. L’effet mésomère ne concerne que
les liaisons π.
Des charges  apparaissent à la suite d’une délocalisation électronique dans des systèmes conjugués  (électrons π et doublet n) ou (électrons π et électrons π).
   Il y a apparition  de charges partielles hybride de résonance :
   2-1- Effet mésomère (+M):
   Classification de quelques groupements mésomères donneurs (classement du plus donneur ou moins donneur) :

L’azote a un effet inductif attracteur (-I), mais ici il est donneur par effet mésomère (+M).
2.2 Effet mésomère attracteur –M
Regroupement attracteurs par effet (-M) :
Les formes limites mésomères : Lorsque l'on écrit des formes limites mésomères, il faut toujours respecter la neutralité de la molécule. Pour une molécule de départ, qui est neutre, toutes les formes mésomères doivent être globalement neutre (autant de charges plus que de charges moins).

III- Nucléophiles et électrophiles :


Les atomes peuvent être classés en deux catégories:

1)  Atomes Nucléophiles (Nu):

 riches en électrons et possédant un doublet n, ils appartient soit à une entité négative ou a une molécule neutre.
- Molécules neutres : 
- Entités négatives :

2) Atomes électrophiles E:

Ce sont les atomes qui possèdent une lacune électronique et appartiennent soit à un ion positif ou à une molécule neutre :
- Molécules neutres :
BF3             tri fluorure de bore.
Al cl3           chlorure d’aluminium
Fe cl3           chlorure Ferrique
Ions positifs :
En général :

3) Cas des carbocations :

Le carbocation est un carbone qui a perdu un électron, il est plus stabilisé par l’effet +I et +M.

4) Cas des carbanions :

Le carbanion est un carbone qui a gagné une e-. Il est stabilisé par les groupement attracteurs
(-I) ou (-M).



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