Le tétrachlorure de carbone est un liquide incolore avec une petite odeur. Il était généralement utilisé dans les extincteurs et les réfrigérateurs comme précurseur de nettoyage. Le composé a une formule chimique de CCl4 et est maintenant interdit d’utilisation car il a certaines propriétés toxiques qui peuvent nuire au système nerveux central des humains. Le tétrachlorure de carbone a d’abord été synthétisé comme sous-produit de la synthèse du chloroforme. Pour comprendre les propriétés physiques et chimiques de ce composé organique, il est essentiel de connaître la structure de Lewis, l’hybridation et bien plus encore. Dans cet article, nous discuterons de toutes ces propriétés pour comprendre la structure du composé.
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Structure de Lewis
En chimie, la base de la compréhension de toute propriété du composé dépend de sa structure de Lewis. G.N Lewis a d’abord proposé cette théorie en 1916 qui aide à comprendre l’implication des électrons informant la structure du produit chimique. Les électrons qui participent à la formation des liaisons sont connus sous le nom de paire d’électrons de liaison. Ceux qui n’y participent pas sont connus sous le nom de paire d’électrons non liants ou solitaires. Les électrons liants, ainsi que les électrons non liants, sont collectivement appelés électrons de valence.
La structure de Lewis est la représentation imagée des électrons de valence qui participent à la formation des liaisons ainsi que ceux qui n’y participent pas. Les bâtonnets ou les lignes droites représentent les liaisons. Tandis que les points représentent les électrons non liants. La théorie de Lewis est basée sur la règle de l’octuor, qui stipule qu’un atome doit avoir huit électrons dans sa coquille externe pour être stable.
Pour la structure de Lewis de CCl4 d’abord, calculons le total des électrons de valence.
Le carbone a quatre électrons de valence et chaque atome de chlore a sept électrons de valence. Comme il y a quatre molécules de chlore, nous allons calculer le nombre d’électrons de valence en conséquence.
= 4 + (4*7)
= 4 + 28
= 32 électrons de valence
Les quatre électrons de valence du carbone participent tous à la formation de la liaison. De même, un seul électron de chaque atome de chlore participe à la formation des liaisons. Au total, 8 électrons font les liaisons tandis que les autres sont des paires d’électrons non liants.
=32-8
=24
Donc il y a un total de 24 paires d’électrons non liants ou 12 paires solitaires dans CCl4. Quatre lignes dans la structure représentent quatre liaisons tandis que les points autour de l’atome de chlore représentent des électrons de valence. Chaque atome de chlore possède six électrons de valence après la formation des liaisons.
Hybridation
L’hybridation est essentielle pour comprendre la géométrie moléculaire du composé. Lorsque les deux orbitales ou plus s’hybrident, l’orbitale est connue comme les orbitales hybrides. Ces orbitales se forment lorsqu’il y a des formations de liaisons dans le composé.
Pour ce composé, il y a quatre liaisons covalentes entre l’atome de Carbone central et quatre atomes de chlore. Comme tous les électrons de valence du Carbone sont impliqués dans la formation des liaisons, toutes les orbitales de l’atome participent à la formation d’orbitales hybrides. Dans ce cas, une orbitale s et trois orbitales p de l’atome de carbone s’hybrident et forment une hybridation sp3. Donc l’hybridation du tétrachlorure de carbone devient sp3 car toutes les orbitales de l’atome de Carbone sont hybridées.
Géométrie moléculaire
Une fois que nous connaissons la structure de Lewis et l’hybridation du composé, il devient facile de comprendre la géométrie moléculaire du composé. Pour ce composé, l’atome de carbone en position centrale et reste tous les atomes de chlore sont placés autour de lui. Comme l’atome central a quatre paires de liaisons et une hybridation sp3, la forme de la molécule est tétraédrique.
Le reste des électrons non liants sont répartis dans la structure. Il existe des forces de répulsion entre la paire d’électrons solitaires. En raison de cette force de répulsion, les paires solitaires ont tendance à s’éloigner les unes des autres dans le plan. L’angle de liaison entre ces paires solitaires de l’électron est de 109,8 degrés. Une autre façon de connaître la géométrie moléculaire est d’utiliser la théorie VSEPR qui indique également que la forme de cette molécule est tétraédrique.
Polarité
La polarité de tout composé dépend de sa géométrie moléculaire. Lorsque les paires liantes et non liantes sont disposées dans le plan, il existe un certain moment dipolaire entre elles qui rend la molécule polaire. La disposition des paires solitaires et la forme du CCl4 sont telles que le moment dipolaire des paires d’électrons est annulé. Pour cette raison, aucune polarité n’est observée dans le tétrachlorure de carbone. Le CCl4 est donc non polaire. Cette propriété de polarité du composé est due à la distribution symétrique des paires d’électrons non liants dans le plan.
Marques finales
Pour résumer cet article, on peut dire que le tétrachlorure de carbone possède au total 32 électrons de valence dont 8 électrons participent à la formation des liaisons. Les 28 électrons restants sont des électrons non liants. Le carbone complète son octuor en formant des liaisons avec quatre atomes de chlore. L’hybridation de CCl4 est sp3 et a une forme tétraédrique. L’angle de liaison est de 109,8 degrés entre les paires d’électrons solitaires et il est non polaire.