Le méthanol ou l’alcool méthylique est l’un des composés utilisés pour comprendre la géométrie moléculaire, les liaisons et bien plus encore en chimie organique. Ce composé a un groupe hydroxyle (OH) attaché au groupe méthyle, et c’est là qu’il tire son nom d' »alcool méthylique ». »Pour vous faciliter la compréhension, supposons qu’un atome d’hydrogène de méthane ou de CH4 est substitué par un groupe hydroxyle, ce qui donne du méthanol de formule chimique CH3OH.
L’alcool méthylique est un liquide léger, incolore et volatil avec une odeur alcoolique similaire à l’éthanol. La structure de la molécule est facile à comprendre, et on peut également utiliser cet exemple pour étudier des structures plus complexes en chimie organique. Pour comprendre la structure et la forme de ce composé, il est essentiel de connaître ses électrons de valence et sa structure de Lewis.
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Électrons de valence CH3OH
Le méthanol est constitué d’un atome de carbone, de trois atomes d’hydrogène et d’un groupe hydroxyle. Pour connaître le nombre total d’électrons de valence, il faut connaître les électrons de valence de tous les atomes individuellement:
Le carbone a quatre électrons de valence dans son enveloppe extérieure, d’où les électrons de valence en Carbone = 4.
L’hydrogène n’a qu’un seul électron de valence, mais comme il y a trois atomes d’hydrogène dans ce composé, le nombre total d’électrons de valence pour l’hydrogène = 3 * 1 = 3.
L’oxygène a six électrons de valence dans son enveloppe extérieure et a besoin de deux électrons pour suivre la règle de l’octet; sa valence est donc de 6.
L’hydrogène attaché à l’oxygène dans le groupe hydroxyle a un électron de valence; sa valence est donc de 1.
Nombre total d’électrons de valence dans CH3OH = 4 + 3+6+1
=14
Ainsi le nombre total d’électrons de valence dans le CH3OH (Méthanol) est de 14.
Règle de l’octet
En chimie, tous les atomes ont tendance à devenir inertes en atteignant la configuration électronique du gaz noble qui a huit électrons dans son enveloppe externe. Par conséquent, tous les atomes ont tendance à former des liaisons pour atteindre cette configuration et à devenir stables. Cette règle a quelques exceptions en chimie, mais principalement, tous les éléments suivent cette règle d’octet.
CH3OH Structure de Lewis
La structure en points de Lewis est une représentation picturale de la molécule, de sa liaison avec d’autres atomes et de la disposition des atomes dans le composé. Cela aide à connaître le nombre d’électrons liés, les paires solitaires et la forme moléculaire du composé. Les électrons de Valence aident à dessiner cette structure de Lewis, car tous les électrons sont représentés à l’aide de points, et les lignes droites représentent les liaisons formées entre les molécules.
Ici dans CH3OH,
Il y a un total de 14 électrons de valence dans le composé. Le carbone a un nombre stérique de 4 car il a quatre électrons de valence dans son enveloppe extérieure. Dans le méthanol, le carbone est l’atome central et tous les autres atomes sont placés autour de lui.
Pour dessiner la structure, vous pouvez placer quatre électrons (sous forme de points) autour de l’atome de carbone central dans les quatre directions. Maintenant, tous les atomes d’hydrogène ont un seul électron de valence, et tous ces trois atomes forment une liaison avec le carbone en partageant un électron de l’atome de carbone. Pour représenter ces liaisons, tracez des lignes droites entre trois atomes d’hydrogène et l’atome de carbone central.
Le groupe hydroxyle (OH) partage un électron de valence avec le Carbone, et donc ce groupe hydroxyle forme une liaison avec le carbone en partageant son électron de valence. Il reste quatre électrons de valence dans l’enveloppe externe de l’atome d’oxygène car il partage l’un de ses six électrons de valence avec l’hydrogène et un autre avec l’atome de carbone. Pourtant, il y a quatre électrons de valence sur l’atome d’oxygène qui forment deux paires d’électrons isolées autour de lui. Ainsi, tous les électrons de valence des atomes de carbone ont maintenant formé des liaisons, et il n’y a pas de paires solitaires ou d’électrons non liés sur l’atome de carbone central, mais l’oxygène a deux paires solitaires d’électrons.
Géométrie moléculaire de CH3OH
Maintenant que nous connaissons la structure de Lewis de CH3OH, il est facile de décrire la géométrie moléculaire du composé. En dessinant la structure de Lewis pour CH3OH, vous remarquerez que l’atome de carbone aura trois liaisons avec trois atomes d’hydrogène et une liaison avec le groupe Hydroxyle.
Comme le carbone a quatre électrons de valence qui forment les liaisons avec d’autres atomes, il montre une hybridation sp3.
Forme CH3OH
L’hybridation de l’atome central (Carbone) dans CH3OH est sp3, ce qui signifie qu’il devrait former une forme tétraédrique, mais il ne forme pas exactement cette forme. La forme du méthanol est pliée car le groupe hydroxyle (OH) contient deux paires d’électrons isolées, qui provoquent la répulsion entre la paire d’électrons liée et la paire d’électrons non liée dans le composé. Ces forces de répulsion conduisent à l’information d’une structure courbée.
Selon certaines théories, on pense également que CH3OH a deux centres géométriques, l’un pour l’atome de carbone et l’autre pour l’atome d’oxygène dans le groupe hydroxyle. Les atomes de carbone centraux forment quatre liaisons sigma et n’ont pas de paires solitaires, ce qui entraîne la formation d’un tétraèdre. Simultanément, l’atome d’oxygène forme deux liaisons sigma et deux paires isolées d’électrons, ce qui provoque une courbure de l’angle de liaison due aux forces de répulsion. Ainsi, l’oxygène a une forme tétraédrique courbée, ce qui donne la forme courbée du méthanol.
Remarques finales
La structure du méthanol ou du CH3OH est relativement facile à étudier car la valence de l’atome de carbone central est entièrement satisfaite et il n’y a pas de paires isolées sur l’atome de carbone. L’atome partage trois de ses quatre électrons de valence avec des atomes d’hydrogène et repose un électron avec le groupe hydroxyle. L’atome de carbone central a une hybridation sp3 et une forme moléculaire courbée due à la répulsion entre les paires isolées sur l’oxygène et les paires liées dans la molécule.