ISOMÉRIE, chimie
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Résonance ou mésomérie
Il revint à Linus Carl Pauling de faire la synthèse de ces trois composantes conceptuelles : nécessité des deux formules de Kekulé du benzène ; formules de Lewis pour l'écriture des molécules ; notion d'intégrale d'échange, dans le formalisme de la mécanique quantique, pour rendre compte de l'indiscernabilité, et donc de la délocalisation des électrons au sein de n'importe quelle molécule. Son apport, outre cette synthèse, fut la notion de résonance : les molécules de la chimie, comme des cordes vibrantes, ou des oscillateurs quelconques, peuvent entrer en résonance.
Une molécule quelconque, dans cette description due à Pauling, et que l'on qualifie aussi de mésomérie, existe simultanément sous divers visages, ou formes-limites. Ainsi, les formules de Kekulé sont deux des formes-limites (il en existe d'autres) pour la molécule de benzène. Aucune de ces formules (de Lewis) n'offre à elle seule une représentation entièrement satisfaisante de la réalité. Seul l'ensemble de ces formes-limites, avec leurs résonances associées, donne une représentation convenable.
Cela est suffisamment important pour insister : une formule unique, en règle générale, ne suffit pas à représenter correctement une molécule. La raison en est que les tirets, qui conventionnellement figurent les liaisons, localisent les électrons entre les paires d'atomes dont se constitue la molécule ; alors que l'ensemble des électrons sont en fait délocalisés sur l'ensemble de la molécule. La résonance ou mésomérie, qu'imagina Linus Pauling, est un artifice permettant de sauvegarder les formules de Lewis. Celles-ci, en effet, par leur simplicité, représentent un outil précieux. Les conserver, tout en relativisant leur contenu informationnel, fut un habile tour de passe-passe.
La molécule de monoxyde de carbone CO est un bon exemple de raisonnements guidés par le formalisme de la mésomérie. La forme-limite avec une liaison double entre les atomes a pour elle l'absence de toute séparation de charges électriques, de signes opposés, qui coûte [...]
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Écrit par :
- Pierre LASZLO : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)
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AMIDES
Dans le chapitre « Propriétés physiques » : […] La structure électronique de la fonction amide est caractérisée par une conjugaison importante entre le doublet non partagé de l'azote et l'orbitale π du groupe carbonyle (formule 8 ). L' énergie de résonance de l'acétamide est de 46 kJ/mole, ce qui implique que, à température ordinaire, le groupe fonctionnel amide est plan et que la rotation autour de la liaison C−N est empêchée. On constate en e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amides/#i_25088
BENZÉNOÏDES
Dans le chapitre « Nomenclature. Isomérie » : […] La plupart des hydrocarbures benzénoïdes sont désignés par des noms courants également utilisés dans la nomenclature de leurs dérivés fonctionnels. Certains de ces derniers portent des noms courants, dont quelques-uns sont indiqués dans le tableau . Lorsqu'il intervient comme substituant par l'un de ses sommets, le noyau benzénique est désigné par le préfixe phényle, le noyau naphtalénique par le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/benzenoides/#i_25088
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CRÉSOL
Mélange des trois isomères du méthylphénol (CH 3 —C 6 H 4 OH) en position ortho-, méta- et para-, qui sont tous d'odeur désagréable, mais moins toxiques que le phénol ordinaire. Les créosols sont des antiseptiques puissants. À partir du mélange des trois isomères (acide crésylique), on obtient par nitration les trinitrocrésols ; mais seul l'isomère méta- conduit au produit trinitré, tandis que les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cresol/#i_25088
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DYNAMIQUE MOLÉCULAIRE
Dans le chapitre « La pseudorotation des coordinats autour d'un élément pentacoordiné » : […] Les molécules dans lesquelles un élément central porte cinq substituants sont de plus en plus fréquemment rencontrées, en particulier dans la chimie du phosphore, mais également dans celle des métaux de transition. La pentacoordination est également importante dans la mesure où on la trouve impliquée dans de nombreux états de transition et intermédiaires au cours des réactions chimiques (addition […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dynamique-moleculaire/#i_25088
ÉTUDE DES SUCRES ET DES PEPTIDES
Élève d'Adolf von Baeyer, l'Allemand Emil Hermann Fischer (1852-1919) soutient à Strasbourg une thèse en partie consacrée à l'étude d'hydrazines, ce qui l'amène à étudier ultérieurement les sucres (glucides), à Würzburg, en 1888. Après avoir montré la structure aldéhydique du glucose, il synthétise, en 1901, des phénylhydrazones et osazones, composés cristallisables donc faciles à purifier et cara […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etude-des-sucres-et-des-peptides/#i_25088
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Dans le chapitre « La stabilité des molécules et les isomères » : […] Constituée d'un ensemble de noyaux positifs autour desquels vont s'organiser les électrons apportés par les atomes de départ, la molécule, dont la stabilité va résulter de forces électromagnétiques décrites comme dans le cas des atomes par la mécanique quantique (cf. liaisons chimiques ), apparaît donc comme la généralisation de l'atome. Strictement parlant, la notion d'a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_25088
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Dans le chapitre « Dérivés du soufre quadrivalent » : […] Il existe peu de composés de type SX 4 où le soufre soit clairement quadrivalent. En chimie organique, la quadrivalence formelle du soufre se manifeste surtout dans des composés tricoordinés, où l'atome de soufre est lié à trois autres atomes, la quatrième valence étant de type électrostatique (charge positive sur le soufre) ou correspondant à une double liaison possible. Il en est ainsi dans les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/soufre/#i_25088
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Dans le chapitre « Chiralité et synthèse asymétrique » : […] Durant les dix dernières années, de grands progrès ont été accomplis dans les méthodes d'études des structures chirales. Celles-ci sont importantes car elles interviennent dans beaucoup de processus biologiques. La majorité des molécules d'intérêt biologique sont chirales (polypeptides, enzymes, stéroïdes, prostaglandines, etc.). Les plus simples d'entre elles peuvent être obtenues par synthèse t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-organique/#i_25088
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Cas particulier de transposition intramoléculaire, résultant de réarrangements rapides et réversibles (isomérie dynamique). Plus précisément, on appelle ainsi la transformation d'un corps chimique en un isomère différent du premier par l'emplacement d'un atome et par la disposition des liaisons, cette transformation aboutissant à un équilibre. Il s'agit donc d'une relation entre deux isomères de c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tautomerie/#i_25088
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Chimiste hollandais, né à Rotterdam et mort à Berlin. Van't Hoff entre à l'institut polytechnique de Delft en 1869, puis il va, en 1871, à l'université de Leyde, où il décide de se consacrer à l'étude de la chimie. Il est, pendant l'année 1872-1873, l'élève de Kekulé à Bonn et, l'année suivante, l'élève de C. A. Wurtz à Paris, où il est le condisciple de A. Le Bel. Il soutient son doctorat en 1874 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jacobus-henricus-van-t-hoff/#i_25088
Voir aussi
Pour citer l’article
Pierre LASZLO, « ISOMÉRIE, chimie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 août 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/isomerie-chimie/