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Calculateur et tableau de géométrie moléculaire VSEPR
En bref : calculateur VSEPR et tableau des géométries moléculaires : saisissez une formule, un nom ou un SMILES pour obtenir la classe AXE, la géométrie électronique et moléculaire, les angles de liaison, l'hybridation et la polarité en 3D. Il est gratuit, fonctionne dans votre navigateur et ne nécessite aucun téléchargement.
Saisissez une formule, un ion, un nom ou un SMILES pour obtenir sa géométrie VSEPR. Vous obtenez la classe AXE, le nombre stérique, la géométrie électronique et moléculaire, les angles de liaison, l'hybridation et la polarité, ainsi qu'un modèle 3D orientable où les doublets non liants sont dessinés sous forme de lobes.
Tableau VSEPR : toutes les géométries moléculaires (nombre stérique 2 à 7)
Ce tableau donne toutes les géométries VSEPR courantes. X = atomes liés à l'atome central A, E = doublets non liants de A. Les doubles et triples liaisons comptent comme un seul domaine.
| N° stérique | AXE | Liaisons | Doublets non liants | Géométrie électronique | Géométrie moléculaire | Angle idéal | Hybrid. | Exemples |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | AX2 | 2 | 0 | Linéaire | Linéaire | 180° | sp | CO2, BeCl2 |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | Trigonale plane | Trigonale plane | 120° | sp² | BF3, SO3, NO3− |
| 3 | AX2E | 2 | 1 | Trigonale plane | Coudée | <120° (≈117°) | sp² | SO2, O3, NO2− |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | Tétraédrique | Tétraédrique | 109.5° | sp³ | CH4, NH4+, SO42− |
| 4 | AX3E | 3 | 1 | Tétraédrique | Pyramidale à base triangulaire | <109.5° (≈107°) | sp³ | NH3, PCl3, H3O+ |
| 4 | AX2E2 | 2 | 2 | Tétraédrique | Coudée | <109.5° (≈104.5°) | sp³ | H2O, OF2, H2S |
| 5 | AX5 | 5 | 0 | Bipyramidale trigonale | Bipyramidale trigonale | 90°, 120°, 180° | sp³d | PCl5, AsF5 |
| 5 | AX4E | 4 | 1 | Bipyramidale trigonale | En bascule | <90°, <120° | sp³d | SF4, TeCl4 |
| 5 | AX3E2 | 3 | 2 | Bipyramidale trigonale | En T | <90° | sp³d | ClF3, BrF3 |
| 5 | AX2E3 | 2 | 3 | Bipyramidale trigonale | Linéaire | 180° | sp³d | XeF2, I3− |
| 6 | AX6 | 6 | 0 | Octaédrique | Octaédrique | 90°, 180° | sp³d² | SF6, PF6− |
| 6 | AX5E | 5 | 1 | Octaédrique | Pyramidale à base carrée | <90° | sp³d² | BrF5, IF5 |
| 6 | AX4E2 | 4 | 2 | Octaédrique | Plan carré | 90° | sp³d² | XeF4, ICl4− |
| 7 | AX7 | 7 | 0 | Bipyramidale pentagonale | Bipyramidale pentagonale | 72°, 90° | sp³d³ | IF7 |
Les doublets non liants se placent toujours là où ils ont le plus de place. Dans une bipyramide trigonale, ils occupent les positions équatoriales (bascule, en T, linéaire). Dans un octaèdre, deux doublets non liants se placent à l'opposé l'un de l'autre (plan carré).
Comment utiliser le calculateur VSEPR
- Saisissez une formule (
PCl5), un ion avec sa charge (NO3-,SO4^2-) ou un nom anglais (ammonia). Pour les molécules plus grandes, collez une chaîne SMILES (CC(=O)O) et choisissez l'atome à analyser. - L'outil compte les électrons de valence et dessine le schéma de Lewis avec le même moteur que notre générateur de structures de Lewis. Il compte ensuite les domaines liants et les doublets non liants de l'atome central.
- Lisez la classe AXE, la géométrie électronique et moléculaire, l'angle de liaison, l'hybridation et la polarité, avec chaque étape détaillée.
- Faites pivoter le modèle 3D pour voir où se trouvent les doublets non liants (lobes violets) et comment ils resserrent les angles de liaison.
Exemples résolus
Eau, H2O (AX2E2)
8 e⁻ de valence : 2 liaisons O–H + 2 doublets non liants = 4 domaines (géométrie électronique tétraédrique).
Coudée, 104,5°, sp³, polaire
Tétrafluorure de soufre, SF4 (AX4E)
34 e⁻ : 4 liaisons S–F + 1 doublet non liant = 5 domaines. Le doublet non liant est en position équatoriale.
En bascule, sp³d, polaire
Tétrafluorure de xénon, XeF4 (AX4E2)
36 e⁻ : 4 liaisons Xe–F + 2 doublets non liants opposés = 6 domaines.
Plan carré, 90°, apolaire
Carbonate, CO32− (AX3)
24 e⁻ : une liaison C=O et deux C–O⁻ (mésomérie). 3 domaines, aucun doublet non liant sur C.
Trigonale plane, 120°, sp²
La théorie VSEPR en bref
La théorie VSEPR (répulsion des paires électroniques de la couche de valence) indique que les domaines électroniques autour d'un atome central se repoussent et s'écartent le plus possible. Un domaine est une liaison simple, double ou triple, ou un doublet non liant. Le nombre stérique (atomes liés + doublets non liants) fixe la géométrie électronique. La position des seuls atomes donne la géométrie moléculaire.
Nombre stérique = (atomes liés à A) + (doublets non liants sur A)
Ordre de répulsion et angles de liaison
La force de répulsion suit l'ordre doublet non liant–doublet non liant > doublet non liant–doublet liant > doublet liant–doublet liant. C'est pourquoi l'angle diminue de 109,5° (CH4) à 107° (NH3) puis 104,5° (H2O). Les atomes centraux plus lourds présentent des angles encore plus petits (PH3 93,5°, H2S 92°). Les liaisons multiples occupent aussi plus de place, ce qui explique que l'angle H–C–H du méthanal soit de 116,5° et non de 120°.
Géométries nommées
Pyramidale à base triangulaire : NH3, PCl3. Coudée : H2O (AX2E2) ou SO2 (AX2E). En bascule : SF4. En T : ClF3. Pyramidale à base carrée : BrF5. Plan carré : XeF4. Bipyramidale trigonale : PCl5. Octaédrique : SF6.
Limites du modèle
La VSEPR fonctionne mieux pour les molécules des éléments des groupes principaux ayant un seul atome central. Les radicaux comme NO2 possèdent un électron célibataire qui se comporte comme un domaine plus petit, d'où un angle de 134°. Les doublets non liants engagés dans un système π (amides, pyrrole, aniline) aplanissent l'atome vers sp². Les complexes des métaux de transition relèvent plutôt de la théorie du champ cristallin et du champ des ligands.
Besoin de la structure complète ? Dessinez n'importe quelle molécule dans l'éditeur MolDraw, copiez son SMILES et collez-le ici pour obtenir la géométrie de chaque atome. Vous pouvez aussi la voir en 3D.
Ouvrir l'éditeur MolDrawQuestions fréquentes
Qu'est-ce que la théorie VSEPR ?
La théorie VSEPR (répulsion des paires électroniques de la couche de valence, ou méthode de Gillespie) indique que les domaines électroniques autour d'un atome central (liaisons et doublets non liants) se repoussent pour s'éloigner le plus possible. Le nombre de domaines fixe la géométrie électronique ; la position des seuls atomes donne la géométrie moléculaire.
Comment trouver la géométrie d'une molécule ?
Dessinez le schéma de Lewis, comptez les atomes liés à l'atome central (X) et ses doublets non liants (E). Leur somme est le nombre stérique. Utilisez le tableau VSEPR : par ex. AX3E (3 liaisons, 1 doublet non liant) est pyramidal à base triangulaire, comme NH3.
Quelle est la différence entre géométrie électronique et géométrie moléculaire ?
La géométrie électronique compte les doublets non liants comme des positions ; la géométrie moléculaire ne décrit que la position des atomes. L'eau a une géométrie électronique tétraédrique mais une géométrie moléculaire coudée.
Les doubles et triples liaisons comptent-elles comme un seul domaine électronique ?
Oui. En VSEPR, une liaison simple, double ou triple vers un même atome compte comme un seul domaine : CO2 (deux doubles liaisons) est donc linéaire comme BeCl2.
Pourquoi l'angle de liaison vaut-il 107° dans NH3 et 104,5° dans H2O ?
Les doublets non liants occupent plus de place que les doublets liants et resserrent les liaisons. NH3 possède un doublet non liant (107°), H2O en a deux (104,5°), contre 109,5° pour CH4.
À quoi ressemble une géométrie pyramidale à base triangulaire ?
La géométrie pyramidale à base triangulaire (AX3E) comporte trois atomes et un doublet non liant sur une géométrie électronique tétraédrique, comme NH3, PCl3 et H3O+. Les angles de liaison sont légèrement inférieurs à 109,5°.
Qu'est-ce qu'une géométrie en bascule ?
La géométrie en bascule (AX4E) comporte quatre atomes et un doublet non liant sur une bipyramide trigonale. Le doublet non liant occupe une position équatoriale, comme dans SF4 et TeCl4.
Comment savoir si une molécule est polaire d'après sa géométrie ?
Si la géométrie est symétrique (linéaire, trigonale plane, tétraédrique, bipyramidale trigonale, octaédrique, plan carré) et que tous les atomes périphériques sont identiques, les moments dipolaires des liaisons se compensent et la molécule est apolaire. Des doublets non liants sur l'atome central ou des atomes périphériques différents la rendent généralement polaire.
Quel est le lien entre hybridation et nombre stérique ?
Nombre stérique 2 = sp, 3 = sp2, 4 = sp3, 5 = sp3d, 6 = sp3d2. C'est le modèle des manuels ; pour les molécules hypervalentes comme SF6, la théorie moderne n'a pas besoin des orbitales d.
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