Géométrie moléculaire coudée

En chimie, une géométrie moléculaire coudée est la géométrie des molécules où un atome au centre est lié à deux atomes ou ligands, et peut posséder un à deux doublets non liants autour de l’atome central. Cette géométrie s'appelle aussi parfois angulaire ou sous forme de V.

Configuration AX₂E₂ illustrant la distribution tétraédrique des doublets non liants (en jaune) et des ligands (en blanc), qui forment un angle de liaison typiquement inférieur à 110° avec l'atome central, par exemple 104,45° dans le cas de la molécule d'eau.

Certain atomes, tels que l'oxygène, ont presque toujours leurs deux (ou plus) liaisons covalentes dans des directions non colinéaires à leur configuration électronique. L'eau (H₂O) est un exemple de molécule coudée, tout comme ses analogues. Dans ce cas, l'angle de liaison entre les deux atomes d'hydrogène est d'environ 104,45°. Cette géométrie non linéaire est commune à d'autres molécules et ions triatomiques ne contenant que des éléments du groupe principal ; on peut notamment citer le dioxyde d'azote (NO₂), le dichlorure de soufre (SCl₂) et le méthylène (CH₂).

Variantes

Cette géométrie est presque toujours en accord avec la théorie VSEPR qui explique la non-colinéarité des atomes par la présence d'un ou plusieurs doublets non liants. Il existe plusieurs variantes de géométrie coudée. Elles sont formées d'un atome central, noté A, lié à deux ligands, notés X, avec de zéro à deux doublets non liants, notés E, sur l'atome central ; ces configurations sont notées respectivement AX₂, AX₂E₁ et AX₂E₂.

La variante la plus commune étant la AX₂E₂ où deux liaisons covalentes et deux doublets non liants forment une couche complète de huit électrons autour de l'atome central. L'angle de liaison varie de 104° à 109,5°, cette dernière valeur correspondant à ce que prédit la théorie dans le cas d'une symétrie tétraédrique de quatre orbitales sp³ hybridées. Les angles les plus communs sont 105°, 107° et 109° ; ces variations s'expliquent du fait des propriétés des différents ligands.

Les molécules de type AX₂E₁, tels que SnCl₂, possèdent trois orbitales sp² et n'ont qu'un seul doublet non liant ; elles optent pour cette géométrie, avec un angle central d'environ 120°.

Il existe des composés de métaux de transition avec des orbitales hybride sd sans doublet non liant (AX₂). Leur angle central est d'environ 90°, et leur géométrie est caractérisée de coudée également. C'est par exemple le cas de l'ion pervanadyle, VO₂⁺.

Notation VSEPR	AX2E0 (AX2)	AX2E1	AX2E2
Exemple	VO2+	SO2	H2O
Symétrie moléculaire		C2v	C2v
Nombre stérique	3	3	4
Coordinence	2	2	2
Doublets non liants	0	1	2
Angle		120°	> 104-109,5°

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Bent molecular geometry » (voir la liste des auteurs).