Fiche de révision : Chimie organique et intermédiaires réactionnels

📋 Plan du Cours

1. Réactions organiques et agents annexes
2. Ruptures et formations de liaisons
3. Formation et stabilité des carbocations
4. Règles de mésomérie
5. Formation et stabilité des carbanions
6. Formation et stabilité des radicaux

📖 1. Réactions organiques et agents annexes

★ À maîtriser

• Une réaction organique transforme des réactifs, avec ou sans agents annexes, en produit de réaction.

📌 Un catalyseur accélère la vitesse de réaction, tandis qu’un coréactif participe à la réaction, est transformé et influe sur le rendement.

Compléments

• Lors de l’addition d’eau sur un alcène, il se forme un alcool avec des liaisons C–O et C–H, tandis que des liaisons π et O–H sont rompues.

📖 2. Ruptures et formations de liaisons

🔑 Notions clés & Définitions

• Mécanisme réactionnel : Description du déplacement des électrons et, par conséquent, de la rupture et de la formation des liaisons.

★ À maîtriser

📌 Dans un mécanisme ionique, une flèche indique le déplacement d’un doublet d’électrons appariés, tandis que dans un mécanisme radicalaire, elle indique le déplacement d’un électron non apparié.

• La rupture hétérolytique d’une liaison répartit les deux électrons de la liaison sur un seul des deux fragments et forme des ions.

• La rupture homolytique d’une liaison répartit un électron de la liaison sur chacun des deux fragments et forme des radicaux.

Compléments

📌 Pour former une liaison par déplacement électronique, la flèche doit partir d’un doublet liant ou non liant et aboutir sur un atome.

💡 Astuce mémo

Homolyse : un électron chacun ; hétérolyse : les deux électrons sur un fragment.

📖 3. Formation et stabilité des carbocations

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbocation : Ion dont la charge positive est portée par un atome de carbone.

★ À maîtriser

• Un carbocation se forme par rupture hétérolytique d’une liaison entre le carbone et un atome plus électronégatif, les deux électrons de la liaison restant sur l’autre fragment.

• Un carbocation possède une orbitale vacante et une charge positive ; son carbone est hybridé sp² et la structure est plane.

Compléments

📌 Les groupes alkyles électrodonneurs par effet +I stabilisent le carbocation, tandis que les groupes électroattracteurs par effet −I le déstabilisent.

• La délocalisation de la charge positive par mésomérie stabilise le carbocation davantage que l’effet inductif.

💡 Astuce mémo

Donneur +I → déficit électronique atténué → carbocation stabilisé.

📖 4. Règles de mésomérie

★ À maîtriser

📌 En mésomérie, seuls les électrons p et/ou les doublets non liants interviennent dans une succession de liaisons π et σ.

📌 Les formes limites de mésomérie doivent conserver la capacité électronique de chaque élément et respecter les règles de Lewis et la règle de l’octet.

Compléments

📌 Une liaison π ne se rompt pas lors de la délocalisation mésomère, car ses deux électrons se déplacent ensemble.

📌 Les formes limites portant des charges identiques sur deux atomes voisins n’existent pas.

📖 5. Formation et stabilité des carbanions

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbanion : Ion dont la charge négative est portée par un atome de carbone.

★ À maîtriser

• Un carbanion se forme par rupture hétérolytique d’une liaison entre le carbone et un atome moins électronégatif, les deux électrons de la liaison restant sur le carbone.

📌 Les groupes alkyles électrodonneurs par effet +I déstabilisent le carbanion, tandis que les groupes électroattracteurs par effet −I le stabilisent.

Compléments

• Un carbanion porte huit électrons, dont un doublet libre, ainsi qu’une charge négative.

• Les carbanions peuvent être formés à partir de dérivés organométalliques ou sous l’action d’une base.

📌 Dans une liaison carbone-métal, plus le métal est électropositif, plus la liaison est polarisée.

• La délocalisation de la charge négative par mésomérie stabilise le carbanion davantage que l’effet inductif.

💡 Astuce mémo

Les groupes +I stabilisent C⁺, mais déstabilisent C⁻.

📖 6. Formation et stabilité des radicaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Radical : Espèce qui possède un électron non apparié.

📝 Points essentiels

• Les radicaux peuvent se former par décomposition thermique ou par dissociation photochimique.

• Les ruptures homolytiques concernent notamment les liaisons entre atomes d’électronégativité identique ou voisine, comme C–C, S–S, O–O, C–H et S–H.

• Un radical peut être hybridé sp² avec une orbitale p contenant un électron ; il peut alors être plan ou pyramidal.

• La dismutation est une réaction entre radicaux impliquant un transfert monoélectronique.

📊 Tableaux de synthèse

Effets des substituants sur les ions carbonés