STÉRÉOCHIMIEStéréochimie inorganique

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Isomérie

On appelle isomères les molécules ou les ions qui ont la même formule brute mais des arrangements différents de leurs atomes. Cette définition restreinte peut être élargie. C'est ainsi qu'en chimie minérale, on désigne par isomérie électronique une isomérie qui ne concerne pas l'arrangement des atomes, mais une répartition différente des électrons dans les orbitales. Il est bien entendu que les composés ont toujours la même composition chimique.

Si une même substance peut exister sous plusieurs formes cristallines, ce ne sont pas toujours des isomères. L'exemple le plus simple est celui du soufre qui cristallise dans le système monoclinique ou dans le système orthorhombique suivant les conditions opératoires. Les cristaux contiennent dans les deux cas des cycles de surface non plane avec huit atomes de soufre.

Isomérie géométrique

Deux isomères géométriques se distinguent par une répartition différente des atomes dans l'espace autour de l'élément central. Si les coordinats sont proches, on dira qu'ils sont en position cis ; s'ils sont opposés, ils sont en position trans. Cette isomérie n'a jamais été rencontrée avec le tétraèdre pour des raisons géométriques, mais elle existe avec de nombreuses coordinences. Nous l'examinerons dans le cas du plan et de l'octaèdre.

Cas du plan

Les composés plans se rencontrent principalement avec la configuration électronique d8. Les exemples les plus couramment rencontrés le sont effectivement avec le nickel (II), le platine (II), le palladium (II), le rhodium (I), l'iridium (I), l'or (III). Parmi ceux-ci, c'est le platine (II) qui a été le plus étudié. Pour un composé plan Mabcd, où les lettres a, b, c, d représentent des coordinats, il y a trois sortes d'isomères géométriques.

Isomères géométriques d'un composé plan

Dessin : Isomères géométriques d'un composé plan

Dessin

Isomères géométriques d'un composé plan Mabcd

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Pour un composé plan Ma2b2, on a deux isomères cis et trans.

Isomère cis-trans d'un composé plan

Dessin : Isomère cis-trans d'un composé plan

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Isomère cis-trans d'un composé plan Ma2b2

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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On peut prévoir la synthèse de ces deux isomères en considérant ce qu'on appelle l'effet trans. Si l'on part de l'ion PtCl42-, par réaction avec NH3 on obtient une première substitution sur l'un quelconque des quatre sommets avec formation de l'ion (PtCl3NH3


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Structures bipyramydales

Structures bipyramydales
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Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ faible

Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ faible
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Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ fort

Énergie de stabilisation du champ des coordinats : champ fort
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Isomères géométriques d'un composé plan

Isomères géométriques d'un composé plan
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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest, responsable du laboratoire de chimie inorganique moléculaire de l'université de Bretagne-Occidentale

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Pour citer l’article

Jacques-Émile GUERCHAIS, « STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie inorganique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-inorganique/