QCM : Géométrie et stéréochimie moléculaires (29 questions)

Explication

La méthode VSEPR, associée à Gillespie, prévoit que les doublets s’éloignent au maximum pour réduire les répulsions électrostatiques. Maximiser les répulsions inverse le principe, tandis que l’attraction périphérique et une disposition quelconque ne le décrivent pas.

Explication

Dans AXpEq, p compte les atomes périphériques et q les doublets non liants ou électrons célibataires; le nombre de directions vaut p + q, soit trois plus un. AX1E3 inverse les rôles de p et q, trois directions omet E, et six directions résulte d’un double comptage.

Explication

Avec deux atomes périphériques et deux doublets non liants, le type est AX2E2, auquel correspond une géométrie coudée. AX2E1 possède un seul doublet non liant, AX2E0 est linéaire, et AX3E1 est pyramidal.

Explication

Un doublet non liant ne participant pas à une liaison, il reste plus proche de l’atome central et exerce une répulsion plus forte qu’un doublet liant. Choisir le doublet liant inverse cette relation; invoquer la liaison ou une répulsion égale ne tient pas compte de cette proximité.

Explication

Une liaison double présente une densité électronique plus importante qu’une liaison simple et est donc plus répulsive. Dire que la liaison simple est plus dense inverse la relation; attribuer une densité moindre à C=C ou changer la liaison comparée ne répond pas au principe.

Explication

Un bon recouvrement des orbitales p impliquées dans la délocalisation exige qu’elles soient parallèles; les liaisons concernées se trouvent alors dans un même plan. Des orbitales perpendiculaires ou non parallèles ne satisfont pas cette condition, et des plans distincts contredisent la coplanarité qui en découle.

Explication

La représentation de Newman montre la molécule observée selon l’axe d’une liaison, ce qui permet d’étudier les rotations autour de celle-ci. La formule plane donne une écriture bidimensionnelle, la représentation de Cram montre la géométrie spatiale, et une vue perpendiculaire ne correspond pas à cette convention.

Explication

En projection de Newman, l’atome avant est représenté par un point au centre du cercle correspondant à l’atome arrière. L’inversion point-cercle confond leur position; l’attribution des liaisons ne définit pas les atomes; deux cercles concentriques ne sont pas la convention.

Explication

Des stéréoisomères de conformation ont la même formule plane et diffèrent par leur agencement spatial dû à la rotation autour de liaisons σ. L’isomérie de constitution change les connexions, la configuration n’est pas définie par cette simple rotation, et une liaison π n’est pas le critère donné.

Explication

L’analyse conformationnelle étudie l’énergie des différentes conformations pour évaluer leurs stabilités relatives. La géométrie VSEPR concerne la forme locale, la formule plane décrit les connexions, et un angle de liaison n’est pas à lui seul une comparaison énergétique.

Explication

L’énergie potentielle conformationnelle dépend des répulsions électrostatiques entre liaisons proches, de la gêne stérique entre nuages électroniques et d’interactions stabilisantes éventuelles, comme un pont hydrogène. Les réponses centrées sur un seul facteur omettent les autres, tandis qu’un pont hydrogène peut stabiliser la conformation.

Explication

La chiralité désigne précisément la non-superposabilité d’un objet tridimensionnel avec son image dans un miroir. La superposabilité après rotation confond image miroir et rotation, l’axe de symétrie ne suffit pas à définir la chiralité, et un objet chiral est tridimensionnel.

Explication

La présence d’un plan de symétrie implique l’achiralité, même si la molécule possède aussi un axe. Se fier à l’axe seul est insuffisant, les symétries ne se neutralisent pas, et la superposabilité à l’image miroir caractérise un objet achiral.

Explication

Une substance lévogyre dévie la direction de polarisation vers la gauche pour l’observateur faisant face au faisceau incident. Dextrogyre correspond à une déviation vers la droite, tandis qu’une déviation mesurée n’indique pas une absence d’activité optique ni, à elle seule, l’achiralité.

Explication

La loi de Biot donne $\alpha=[\alpha]_s\times\ell\times c$, donc $12\times2\times0{,}50=12°$. Omettre la concentration conduit à $24°$, omettre la longueur donne $6°$, et inverser la relation ne respecte pas la loi.

Explication

Deux molécules qui sont des images miroir non superposables sont des énantiomères. Des conformères se distinguent par leur conformation, les diastéréoisomères sont des stéréoisomères de configuration qui ne sont pas énantiomères, et des molécules identiques sont superposables.

Explication

Les stéréoisomères de configuration qui ne sont pas énantiomères sont des diastéréoisomères. Des énantiomères sont des images miroir non superposables, des conformères diffèrent par leur conformation, et des molécules identiques sont superposables.

Explication

Les diastéréoisomères ont des propriétés physiques et chimiques différentes, ce qui est compatible avec des températures de fusion distinctes. L’identité des propriétés physiques et chimiques, à l’exception de l’activité optique, caractérise les énantiomères; des molécules identiques ne diffèrent pas ainsi.

Explication

Un mélange racémique contient deux énantiomères en proportions identiques; leurs pouvoirs rotatoires opposés se compensent, rendant le mélange optiquement inactif. Chaque énantiomère pris séparément peut être actif, les rotations ne s’additionnent pas dans le même sens, et le mélange contient bien les deux énantiomères.

Explication

Un carbone asymétrique, noté C*, porte quatre groupements voisins différents. Trois groupements différents ne suffisent pas, et des groupements identiques ne répondent pas à la définition.

Explication

Une double liaison peut être à l’origine d’une stéréoisomérie si ses substituants sont différents de part et d’autre. Des substituants identiques sur un côté empêchent ici de satisfaire cette condition ; quatre substituants tous différents ne sont pas exigés.

Explication

La priorité CIP dépend du numéro atomique de l’atome directement lié au centre : le brome, de numéro atomique supérieur à celui du carbone, l’emporte. La taille globale du substituant et sa masse totale ne déterminent pas cette priorité au premier rang.

Explication

Lorsque les atomes du premier rang sont identiques, on compare les rangs suivants jusqu’à la première différence ; l’oxygène, de numéro atomique supérieur au carbone, donne la priorité au substituant O, H, H. S’arrêter à l’égalité initiale ignore la règle de comparaison successive.

Explication

Avec le substituant de priorité 4 placé derrière le carbone, un trajet antihoraire de 1 à 2 puis à 3 correspond à S. R correspond au trajet horaire, tandis que Z et E décrivent la configuration d’une double liaison.

Explication

Une double liaison est E lorsque ses deux substituants prioritaires se trouvent de part et d’autre de la liaison. Z correspond à leur présence du même côté; R et S s’appliquent aux carbones asymétriques.

Explication

Un composé doté d’un unique carbone asymétrique est chiral et existe sous la forme de deux énantiomères. Les diastéréoisomères et le composé méso concernent ici des situations impliquant davantage de centres asymétriques.

Explication

Avec deux carbones asymétriques portant des substituants différents, on obtient deux paires d’énantiomères; les membres des paires sont diastéréoisomères entre eux. Un composé méso relève du cas où les deux centres portent les mêmes substituants.

Explication

Lorsque les deux carbones asymétriques portent les mêmes substituants, les formes comprennent un couple d’énantiomères et un composé méso achiral. Deux paires d’énantiomères caractérisent plutôt le cas de substituants différents.

Explication

Deux stéréoisomères ayant le même nombre de carbones asymétriques sont énantiomères si tous leurs descripteurs sont opposés; ici, R devient S et S devient R à chacun des trois centres. Des descripteurs identiques indiqueraient une configuration identique, tandis qu’une opposition partielle ne suffirait pas à établir l’énantiomérie.