Fiche de révision : Chimie organique et intermédiaires réactionnels

📋 Plan du Cours

1. Réaction organique et agents annexes
2. Écriture électronique des mécanismes
3. Carbocations et facteurs de stabilité
4. Carbanions et facteurs de stabilité
5. Radicaux et réactivité
6. Règles de mésomérie

📖 1. Réaction organique et agents annexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Réaction organique : Transformation de réactifs, éventuellement avec des agents annexes, en produit(s) par rupture et formation de liaisons.

★ À maîtriser

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

Compléments

• Lors de l’addition de l’eau à un alcène en présence d’acide, il se forme un alcool avec création de liaisons C–O et C–H et rupture des liaisons π de l’alcène et O–H de l’eau.

📖 2. Écriture électronique des mécanismes

🔑 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.

📌 Une rupture hétérolytique attribue les deux électrons de la liaison à un seul fragment et forme des ions, tandis qu’une rupture homolytique attribue un électron à chaque fragment et forme des radicaux.

Compléments

📌 Une flèche de mécanisme doit partir d’un doublet liant ou non liant et aboutir sur un atome pour représenter la formation d’une liaison.

• La formation d’une liaison à partir d’un doublet non liant transforme ce doublet en doublet liant et doit respecter la règle de l’octet.

💡 Astuce mémo

Deux électrons déplacés : mécanisme ionique ; un électron déplacé : mécanisme radicalaire.

📖 3. Carbocations et facteurs de stabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbocation : Ion dont la charge positive est portée par un atome de carbone, qui possède une orbitale vacante.

★ 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.

📌 Les groupes alkyles électrodonneurs stabilisent les carbocations par effet inductif +I en atténuant leur déficit électronique.

Compléments

• Le carbocation est hybridé sp² et plan, avec une orbitale p vacante.

📌 Les groupes électroattracteurs déstabilisent les carbocations par effet inductif −I, tandis que les groupes −M déstabilisent également le carbocation.

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

💡 Astuce mémo

Donneurs électroniques → déficit du carbocation atténué → stabilisation.

📖 4. Carbanions et facteurs de stabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbanion : Ion dont la charge négative est portée par un atome de carbone, qui porte un doublet non liant.

★ À maîtriser

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

📌 Les groupes alkyles électrodonneurs déstabilisent les carbanions en augmentant l’excédent électronique porté par le carbone, tandis que les groupes électroattracteurs −I les stabilisent.

Compléments

• 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 et son caractère ionique augmente.

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

💡 Astuce mémo

Groupes électroattracteurs → excédent électronique mieux stabilisé.

📖 5. Radicaux et réactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Radical : Espèce qui possède un électron non apparié.
• Dismutation : Réaction entre radicaux impliquant un transfert monoélectronique.

★ À maîtriser

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

• Les radicaux sont très instables et réactifs, ont une durée de vie très courte et peuvent réagir entre eux.

Compléments

• Les ruptures homolytiques se produisent notamment dans des liaisons peu ou pas polarisées entre atomes d’électronégativité identique ou voisine, telles que C–C, S–S, O–O, C–H et S–H.

• Un radical peut être plan ou pyramidal et présente une hybridation sp² avec une orbitale p contenant un électron.

💡 Astuce mémo

Rupture homolytique → radicaux → réactions très rapides.

📖 6. Règles de mésomérie

★ À maîtriser

📌 En mésomérie, seuls les électrons p et/ou les doublets non liants interviennent dans la délocalisation.

📌 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 isolément en mésomérie, car les deux électrons π ne peuvent être délocalisés que conjointement.

📌 Les formes limites portant des charges identiques sur deux atomes voisins ne sont pas admises en mésomérie.