Secondary IV • 7mo.
Bonjour,
Ma question concerne l’acide sulfurique (H2SO4): comment l’anion sulfate (SO4) peut-il exister? L’atome de soufre a 6 électrons de valence, donc il peut seulement former 2 liaisons… pourtant, il en forme 4 dans le cas du sulfate. Comment est-ce possible?
Merci!
Bonjour HobbitCharismatique7483!
Comme ma collègue Sandrine l'a mentionné, la compréhension de tout le processus de formation du SO4 2- nécessite des concepts plus avancés que ceux vus en 4e secondaire.
Mais il est quand même possible d’utiliser la notation de Lewis (vue en 4e sec.) pour t'aider à comprendre un peu. Je vais tenter de simplifier le tout du mieux possible. On commence!
1) Une petite lecture de notre fiche sur la notation de Lewis te sera utile pour débuter:
https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/sciences-la-notation-de-lewis-s1128
Comme nous avons des atomes de 2 non-métaux, les liaisons entre-eux seront de type covalent.
2) Le soufre en notation de Lewis:
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3) L’oxygène maintenant:
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4) La combinaison de ces atomes pour former le SO4:
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5) Les atomes d'oxygène forment des paires d'électrons avec l'atome de soufre:
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6) Ainsi chaque atome d'O se retrouve avec 8 électrons de valence:
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7) Ainsi que l'atome de soufre:
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8) Nous avons donc ici une molécule stable alors comment se fait-il que l'on puisse avoir l'ion SO4 2-?
Cela se joue dans la structure atomique du soufre qui lui permet d'attirer encore 2 électrons supplémentaires malgré tout!
Les explications de ma collègue Sandrine te permettront d'en savoir un peu plus à ce sujet.
Je crois cependant que tu as quand même pas mal de réponses.
Si jamais tu aimerais avoir plus d'éclaircissements n'hésite pas à nous écrire à nouveau.
ThonLucide8631
Explanation from Alloprof
This Explanation was submitted by a member of the Alloprof team.
Bonjour HobbitCharismatique7483,
Merci pour ta question :)
L'explication à cette question dépasse largement les connaissances de secondaire 4, mais je vais essayer de t'expliquer cela le plus simplement possible :)
Tout d'abord, lorsqu'on parle de couche électronique dans le modèle de Rutherford-Bohr, il s'agit d'une simplification de ce qu'on appelle les orbitales (une région de l’espace autour du noyau d’un atome où il y a une forte probabilité de trouver un électron). Les couches sont comme les « étages » autour du noyau, mais chaque couche contient un ou plusieurs sous-niveaux, qui eux-mêmes contiennent des orbitales.
Par exemple, la couche électronique n=3 contient les sous-niveaux 3s (1 orbitale = 2 électrons), 3p (3 orbitales = 6 électrons) et 3d (5 orbitales = 10 électrons). Donc la couche 3 peut contenir jusqu’à 18 électrons, répartis dans des orbitales de formes différentes. Si on prend l'exemple du soufre, il a une configuration à l'état fondamental de 6 électrons de valence dans les orbitales 3s² 3p⁴. L’orbitale 3d existe dès la troisième couche électronique, mais elle est vide à l'état fondamental du soufre.
Dans l’ion sulfate SO₄²⁻, le soufre forme 4 liaisons avec les atomes d’oxygène. Cela semble dépasser la règle de l’octet. Selon les anciens modèles, on disait que le soufre utilisait ses orbitales 3d pour faire plus de liaisons. Mais selon les modèles modernes, les liaisons sont délocalisées : les électrons ne sont pas juste entre 2 atomes, mais partagés dans toute la molécule. Cela permet au soufre de faire 4 liaisons équivalentes sans forcément « dépasser » l’octet au sens strict.
Ces explications sont un peu simplifiées, mais elles peuvent au moins t'aider à comprendre la base du phénomène qui répond à ta question :)
Sandrine