Fiche de révision : Chimie organique et mécanismes

📋 Plan du Cours

1. Réaction organique et agents annexes
2. Écriture des mécanismes réactionnels
3. Rupture et formation des liaisons
4. Carbocations et stabilité électronique
5. Carbanions et stabilité électronique
6. Radicaux et réactivité

📖 1. Réaction organique et agents annexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Catalyseur : Un catalyseur accélère la vitesse d’une réaction.
• Coréactif : Un coréactif participe à la réaction, est transformé et influe sur le rendement.

📝 Points essentiels

• Une réaction organique transforme des réactifs en produit, avec la participation éventuelle d’agents annexes.

• Lors de l’addition d’eau à un alcène, la réaction forme un alcool et comporte la formation de liaisons C–O et C–H.

📖 2. Écriture des mécanismes réactionnels

🔑 Notions clés & Définitions

• Mécanisme réactionnel : Un mécanisme réactionnel décrit le déplacement des électrons et, par conséquent, la rupture et 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.

Compléments

📌 Pour représenter la formation d’une liaison, une flèche doit partir d’un doublet liant ou non liant et aboutir sur un atome.

📌 La formation d’une liaison par partage d’un doublet non liant doit respecter la règle de l’octet, soit huit électrons autour de l’atome concerné.

📖 3. Rupture et formation des liaisons

★ À maîtriser

📌 Lors d’une rupture hétérolytique, les deux électrons de la liaison covalente restent sur un seul des deux fragments, qui devient chargé.

• Une rupture homolytique partage la liaison covalente de sorte que chaque fragment récupère un électron et devient un radical.

Compléments

• Les réactions à rupture hétérolytique et homolytique sont présentées comme les types de rupture les plus nombreux.

💡 Astuce mémo

Hétérolyse : les deux électrons vont ensemble ; homolyse : chacun repart avec un électron.

📖 4. Carbocations et stabilité électronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbocation : Un carbocation est un ion dont la charge positive est portée par un atome de carbone.

★ À maîtriser

• Un carbocation peut résulter d’une rupture hétérolytique entre un carbone et un atome plus électronégatif que lui, les deux électrons de liaison restant sur l’autre fragment.

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

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

Compléments

• Un carbocation possède une orbitale vacante et une charge positive sur le carbone.

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

• Les carbocations sont des espèces très réactives, énergétiques et non isolables.

💡 Astuce mémo

Délocalisation de la charge positive → stabilisation du carbocation.

📖 5. Carbanions et stabilité électronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbanion : Un carbanion est un ion dont la charge négative est portée par un atome de carbone.

★ À maîtriser

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

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

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

Compléments

• Un carbanion porte huit électrons autour du carbone, 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 et son caractère ionique augmente.

• Les carbanions sont des espèces très réactives, énergétiques et non isolables.

💡 Astuce mémo

Délocalisation de la charge négative → stabilisation du carbanion.

📖 6. Radicaux et réactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Dismutation : La dismutation est une réaction entre radicaux comportant un transfert monoélectronique.

★ À maîtriser

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

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

Compléments

• La formation de radicaux est favorisée par la rupture de liaisons peu ou pas polarisées entre des atomes d’électronégativité identique ou voisine, notamment C–C, S–S, O–O, C–H et S–H.

• Un radical peut être plan ou pyramidal et possède une orbitale p contenant un électron non apparié.

• La délocalisation par mésomérie stabilise les radicaux, et les groupes +I peuvent aussi les stabiliser par effet inductif.

📊 Tableaux de synthèse

Modes de rupture des liaisons