Composés du Bore : Boranes et Borates

Contexte : Pourquoi la chimie du bore est-elle si particulière ?

La chimie du bore est fascinante en raison de son caractère "électro-déficient". Avec seulement trois électrons de valence, le bore forme des composés où les liaisons covalentes classiques (deux électrons partagés entre deux atomes) ne suffisent pas à satisfaire la règle de l'octet. Cela conduit à la formation de liaisons multicentriquesLiaison chimique où trois atomes ou plus partagent deux électrons, comme les ponts B-H-B dans les boranes., notamment dans les hydrures de bore (boranes). D'autre part, le bore forme des liaisons fortes avec l'oxygène pour créer une vaste famille de composés, les borates, aux structures anioniques complexes et variées, fondamentales en science des matériaux.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous guidera à travers les calculs fondamentaux de la chimie du bore. Vous commencerez par déterminer la formule d'un borane inconnu à partir de données expérimentales, puis vous utiliserez les règles de Wade pour prédire sa structure. Enfin, vous analyserez la structure complexe d'un anion borate bien connu.

Objectifs Pédagogiques

Déterminer une formule empirique et moléculaire à partir d'une composition centésimale et d'une masse molaire.
Appliquer les règles de WadeEnsemble de règles permettant de prédire la structure (closo, nido, arachno) des boranes en se basant sur le nombre d'électrons de valence du squelette. pour classer les boranes.
Calculer le nombre de paires d'électrons du squelette d'un borane.
Identifier les différentes unités structurales ($\text{BO}_3, \text{BO}_4$) dans un polyanion borate.
Comprendre la relation entre la formule, la structure et la réactivité des composés du bore.

Données de l'étude

Un borane inconnu est analysé. L'analyse élémentaire et une mesure par spectrométrie de masse ont fourni les données suivantes. On s'intéresse également à la structure de l'anion présent dans le borax.

Exemple de liaison 3c-2e dans le diborane

Données physico-chimiques :

Composition centésimale massique du borane : 85.63 % de Bore (B), 14.37 % d'Hydrogène (H).
Masse molaire du borane déterminée expérimentalement : $M \approx 63.1 \, \text{g/mol}$.
Masses molaires atomiques : $M(\text{B}) = 10.81 \, \text{g/mol}$, $M(\text{H}) = 1.008 \, \text{g/mol}$.
Le borax est un sel de sodium dont la formule est $\text{Na}_2[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]·8\text{H}_2\text{O}$.

Questions à traiter

Déterminer la formule empirique du borane.
Déterminer sa formule moléculaire.
En utilisant les règles de Wade, prédire la structure de ce borane (closo, nido ou arachno).
Décrire la structure de l'anion tétraborate, $[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$, en précisant le nombre d'atomes de bore tétracoordonnés et tricoordonnés.

Récapitulatif des Résultats

Analyse	Formule	Classification de Wade	Structure de l'Anion Borate
Borane Inconnu	Formule Empirique : $\text{B}_5\text{H}_9$ Formule Moléculaire : $\text{B}_5\text{H}_9$	nido-borane	-
Anion du Borax	$[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$	-	2 Bores Tricoordonnés ($\text{BO}_3$) 2 Bores Tétracoordonnés ($\text{BO}_4$)

Correction : Composés du Bore : Boranes et Borates

Question 1 : Déterminer la formule empirique du borane

Principe (le concept chimique)

La formule empirique représente le rapport stœchiométrique le plus simple entre les atomes d'un composé. Pour la trouver à partir d'une composition centésimale, on suppose un échantillon de 100 g, on convertit les masses de chaque élément en moles, puis on divise par le plus petit nombre de moles pour obtenir des rapports entiers.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Formule Empirique vs. Moléculaire : La formule empirique (ou brute) donne le plus petit rapport entier d'atomes dans un composé (ex: $\text{CH}_2\text{O}$ pour le glucose). La formule moléculaire donne le nombre réel d'atomes dans une molécule (ex: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$ pour le glucose). La formule moléculaire est toujours un multiple entier (n=1, 2, 3...) de la formule empirique.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : L'étape de conversion des rapports en entiers est cruciale. Les petites erreurs expérimentales peuvent donner des rapports non entiers. Il faut savoir reconnaître les fractions simples (comme 1.80 $\approx$ 9/5, 1.33 $\approx$ 4/3, 1.5 = 3/2, etc.) pour trouver le bon multiplicateur.

Normes (la référence réglementaire)

Nomenclature IUPAC : L'Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée (IUPAC) établit les règles pour nommer et écrire les formules chimiques. La convention veut que l'on écrive les éléments dans l'ordre d'électronégativité croissante (ici, le bore avant l'hydrogène).

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que l'échantillon analysé est pur et ne contient que du bore et de l'hydrogène. On considère également que les données de l'analyse élémentaire et les masses molaires atomiques sont exactes.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Quantité de matière (moles) :

n = \frac{m}{M}

Où $n$ est le nombre de moles, $m$ la masse et $M$ la masse molaire.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Pour 100 g de composé : $m(\text{B}) = 85.63 \, \text{g}$ ; $m(\text{H}) = 14.37 \, \text{g}$
Masses molaires : $M(\text{B}) = 10.81 \, \text{g/mol}$ ; $M(\text{H}) = 1.008 \, \text{g/mol}$

Calcul(s) (l'application numérique)

1. Calcul du nombre de moles pour chaque élément :

\begin{aligned} n(\text{B}) &= \frac{85.63 \, \text{g}}{10.81 \, \text{g/mol}} \\ &= 7.92 \, \text{mol} \end{aligned}

\begin{aligned} n(\text{H}) &= \frac{14.37 \, \text{g}}{1.008 \, \text{g/mol}} \\ &= 14.26 \, \text{mol} \end{aligned}

2. Détermination du rapport molaire en divisant par la plus petite valeur (7.92) :

\begin{aligned} \text{Rapport B} &= \frac{7.92}{7.92} \\ &= 1 \end{aligned}

\begin{aligned} \text{Rapport H} &= \frac{14.26}{7.92} \\ &\approx 1.80 \end{aligned}

3. Conversion en entiers. Le rapport 1.80 est proche de 9/5 (= 1.8). On multiplie les deux rapports par 5 pour obtenir des entiers :

\begin{aligned} \text{Atomes B} &= 1 \times 5 \\ &= 5 \end{aligned}

\begin{aligned} \text{Atomes H} &= 1.8 \times 5 \\ &= 9 \end{aligned}

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le résultat $\text{B}_5\text{H}_9$ est un rapport stœchiométrique qui respecte la composition massique mesurée. C'est la formule la plus simple possible pour ce composé. Elle constitue la brique de base pour déterminer la véritable formule de la molécule.

Point à retenir

La conversion de la composition massique en formule empirique se fait en trois étapes : Masse $\Rightarrow$ Moles $\Rightarrow$ Ratio entier.

Justifications (le pourquoi de cette étape)

La détermination de la formule empirique est la première étape indispensable pour identifier un composé inconnu. Elle fournit une information fondamentale sur sa composition atomique relative.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Arrondir trop tôt : Lors du calcul des rapports molaires, il est essentiel de garder plusieurs décimales. Arrondir 1.80 à 2, par exemple, aurait conduit à la mauvaise formule $\text{B}\text{H}_2$ au lieu de $\text{B}_5\text{H}_9$.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Résultat Final (la conclusion chiffrée) : La formule empirique du borane est $\text{B}_5\text{H}_9$.

À vous de jouer !

Un autre borane contient 78.14% de Bore. Quelle est sa formule empirique ? (Réponse : B₂H₆)

Question 2 : Déterminer la formule moléculaire

Principe (le concept chimique)

La formule moléculaire est un multiple entier de la formule empirique. Pour la trouver, on calcule la masse molaire de la formule empirique et on la compare à la masse molaire expérimentale du composé. Le rapport entre ces deux masses donne le facteur multiplicatif.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Spectrométrie de Masse : C'est la technique la plus courante pour déterminer la masse molaire d'une molécule. La molécule est ionisée (transformée en ion, ex: M⁺) puis accélérée dans un champ magnétique. La déviation de sa trajectoire dépend de son rapport masse/charge (m/z). Le pic correspondant à l'ion moléculaire non fragmenté (le plus lourd, en général) donne directement la masse molaire.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Avant de calculer, ayez un ordre de grandeur en tête. La masse molaire expérimentale doit être un multiple (approximativement) entier de la masse de votre formule empirique. Si ce n'est pas le cas, vous avez probablement fait une erreur à l'étape 1.

Normes (la référence réglementaire)

Données Isotopiques : L'IUPAC publie les masses atomiques standards des éléments, qui sont des moyennes pondérées des masses de leurs isotopes naturels. Le bore a deux isotopes principaux, ¹⁰B et ¹¹B, ce qui explique pourquoi sa masse molaire (10.81) n'est pas un entier.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la masse molaire expérimentale mesurée correspond bien à la masse de l'ion moléculaire ($\text{M}^+$) et que la molécule ne s'est pas fragmentée ou associée lors de l'analyse.

Formule(s) (l'outil mathématique)

n = \frac{M_{\text{expérimentale}}}{M_{\text{formule empirique}}}

\text{Formule Moléculaire} = (\text{Formule Empirique})_n

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Formule empirique : $\text{B}_5\text{H}_9$
Masse molaire expérimentale : $M \approx 63.1 \, \text{g/mol}$

Calcul(s) (l'application numérique)

1. Calcul de la masse molaire de la formule empirique $\text{B}_5\text{H}_9$ :

\begin{aligned} M(\text{B}_5\text{H}_9) &= (5 \times 10.81 \, \text{g/mol}) + (9 \times 1.008 \, \text{g/mol}) \\ &= 54.05 \, \text{g/mol} + 9.072 \, \text{g/mol} \\ &= 63.122 \, \text{g/mol} \end{aligned}

2. Calcul du facteur n :

\begin{aligned} n &= \frac{M_{\text{expérimentale}}}{M(\text{B}_5\text{H}_9)} \\ &= \frac{63.1 \, \text{g/mol}}{63.122 \, \text{g/mol}} \\ &\approx 1 \end{aligned}

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le facteur n étant égal à 1, la formule moléculaire est identique à la formule empirique. Cela signifie que la plus simple unité stœchiométrique $\text{B}_5\text{H}_9$ correspond bien à une molécule stable et identifiable. Le composé est donc le pentaborane-9.

Point à retenir

La formule moléculaire est trouvée en comparant la masse de la formule empirique à la masse de la molécule réelle (expérimentale).

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Connaître la formule moléculaire est essentiel pour comprendre la structure et la réactivité d'une substance. La formule empirique seule est insuffisante ; par exemple, l'acétylène ($\text{C}_2\text{H}_2$) et le benzène ($\text{C}_6\text{H}_6$) ont la même formule empirique (CH) mais des propriétés radicalement différentes.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Utiliser la mauvaise masse : Assurez-vous d'utiliser la masse molaire de la formule empirique (calculée à l'étape 1) au dénominateur, et non une masse atomique ou une autre valeur.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Résultat Final (la conclusion chiffrée) : La formule moléculaire du borane est $\text{B}_5\text{H}_9$.

À vous de jouer !

Un composé a pour formule empirique CH et une masse molaire de 78 g/mol. Quelle est sa formule moléculaire ? (Réponse : C₆H₆)

Question 3 : Prédire la structure du borane avec les règles de Wade

Principe (le concept chimique)

Les règles de Wade permettent de prédire la géométrie de base des boranes en comptant le nombre de paires d'électrons liant le squelette polyédrique (Skeletal Electron Pairs, SEP). La formule du borane est comparée à une formule générale $\text{B}_n\text{H}_n^{p-}$ pour déterminer sa classe.

Classification de Wade :
- Closo (cage fermée) : n+1 SEP, formule $\text{B}_n\text{H}_n^{2-}$.
- Nido (nid) : n+2 SEP, formule $\text{B}_n\text{H}_n^{4-}$.
- Arachno (toile d'araignée) : n+3 SEP, formule $\text{B}_n\text{H}_n^{6-}$.
Chaque atome de bore (B) fournit 3 électrons de valence et chaque hydrogène (H) en fournit 1.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Une méthode rapide consiste à réécrire la formule $\text{B}_n\text{H}_m$ sous la forme $[\text{B}_n\text{H}_n]^{(m-n)-}$. Pour $\text{B}_5\text{H}_9$, cela donne $[\text{B}_5\text{H}_5]^{4-}$. La charge 4- correspond directement à la classe nido ($\text{B}_n\text{H}_n^{4-}$), ce qui est beaucoup plus rapide que le décompte complet des électrons.

Normes (la référence réglementaire)

Théorie PSEPT : Les règles de Wade sont une simplification de la "Polyhedral Skeletal Electron Pair Theory" (PSEPT), développée par Kenneth Wade, Robert Williams et Michael Mingos. Cette théorie plus générale s'applique à une vaste gamme de clusters, y compris des métaux de transition.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le composé est un borane "classique" qui obéit aux règles de Wade. On suppose également que chaque atome de bore possède une liaison B-H terminale exopolyédrique dont les électrons ne participent pas à la cohésion du squelette.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Pour un borane $\text{B}_n\text{H}_m$ chargé q :

\text{SEP} = \frac{(3n + m - q) - 2n}{2}

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Formule moléculaire : $\text{B}_5\text{H}_9$
n = 5, m = 9, q = 0

Calcul(s) (l'application numérique)

1. Calcul du nombre total d'électrons de valence pour $\text{B}_5\text{H}_9$ :

\begin{aligned} \text{e⁻ de valence} &= (5 \times 3) + (9 \times 1) \\ &= 15 + 9 \\ &= 24 \, \text{e}^- \end{aligned}

2. Chaque atome de bore est lié à au moins un hydrogène terminal (liaison B-H). On soustrait les électrons de ces liaisons (2e⁻ par liaison) :

\begin{aligned} \text{e⁻ du squelette} &= 24 - (5 \times 2) \\ &= 14 \, \text{e}^- \end{aligned}

3. Calcul du nombre de paires d'électrons du squelette (SEP) :

\begin{aligned} \text{SEP} &= \frac{14}{2} \\ &= 7 \, \text{paires} \end{aligned}

4. Comparaison avec le nombre de sommets (n=5 atomes de Bore) :

Nous avons 7 SEP. Pour n=5, une structure closo aurait n+1 = 6 SEP. Une structure nido aurait n+2 = 7 SEP. Notre résultat correspond à une structure nido.

Réflexions (l'interprétation du résultat)

La classification nido signifie que la molécule a une structure "en nid", c'est-à-dire un polyèdre auquel il manque un sommet. Pour n=5, le polyèdre parent est un octaèdre (n+1=6 sommets). La structure de $\text{B}_5\text{H}_9$ est donc une pyramide à base carrée.

Point à retenir

Le nombre de paires d'électrons du squelette (SEP) comparé au nombre d'atomes de bore (n) détermine la classe du borane : n+1 (closo), n+2 (nido), n+3 (arachno).

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Cette étape est fondamentale en chimie inorganique car elle permet de passer d'une simple formule moléculaire à une prédiction de la géométrie 3D de la molécule, ce qui est essentiel pour comprendre ses propriétés physiques et sa réactivité.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Oublier la charge : Pour les anions boranes comme $[\text{B}_{12}\text{H}_{12}]^{2-}$, il est impératif d'inclure la charge dans le décompte total des électrons de valence, sinon la classification sera incorrecte.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Résultat Final (la conclusion chiffrée) : Le borane $\text{B}_5\text{H}_9$ est classé comme un nido-borane.

À vous de jouer !

Quelle est la classification de Wade pour l'anion $[\text{B}_6\text{H}_6]^{2-}$ ?

Question 4 : Décrire la structure de l'anion tétraborate

Principe (le concept chimique)

Structure de l'anion $[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$

La structure des anions borates est basée sur l'assemblage d'unités triangulaires planes $\text{BO}_3$ et/ou tétraédriques $\text{BO}_4$. L'analyse de la formule $[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$ permet de déduire la coordination de chaque atome de bore en respectant la charge globale de l'ion.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Coordination du Bore : Le bore, avec 3 électrons de valence, forme naturellement 3 liaisons, donnant une géométrie trigonale plane (hybridation sp²), comme dans $\text{BF}_3$. C'est l'unité $\text{BO}_3$. Cependant, il possède une orbitale p vacante et peut accepter un doublet d'électrons d'un atome d'oxygène (liaison dative) pour former 4 liaisons. Il adopte alors une géométrie tétraédrique (hybridation sp³) et porte une charge formelle de -1. C'est l'unité $\text{BO}_4$.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Point Clé : Pour trouver le nombre d'unités $\text{BO}_4$, regardez la charge de l'anion. Chaque unité $\text{BO}_4$ contribue pour -1 à la charge totale. Un anion de charge 2- comme ici doit donc contenir deux unités $\text{BO}_4$.

Normes (la référence réglementaire)

Notation Structurale : La notation des polyanions borates peut être complexe. Une notation plus descriptive indique la structure, par exemple : 4:2Δ2T pour l'anion du borax, signifiant un cluster de 4 atomes de bore, avec 2 unités triangulaires (Δ) et 2 tétraédriques (T).

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la formule $[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$ représente fidèlement l'unité structurale de l'anion et que les règles de la valence et des charges formelles s'appliquent pour déterminer la coordination de chaque atome.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Calcul de la charge formelle (CF) sur un atome :

\text{CF} = (\text{e⁻ de valence}) - (\text{e⁻ non-liants}) - \frac{1}{2}(\text{e⁻ liants})

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Formule de l'anion : $[\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}$
Électrons de valence du Bore : 3

Calcul(s) (l'application numérique)

L'analyse de la structure est une déduction basée sur la charge formelle :

La charge totale est 2-. Cela implique la présence de deux atomes de bore tétracoordonnés ($\text{BO}_4$), chacun portant une charge formelle de -1. $\begin{aligned} \text{CF(B tétra)} &= 3 - 0 - \frac{1}{2}(8) \\ &= -1 \end{aligned}$
Les deux autres atomes de bore doivent être neutres pour que la charge totale soit respectée. Ils sont donc tricoordonnés ($\text{BO}_3$). $\begin{aligned} \text{CF(B tri)} &= 3 - 0 - \frac{1}{2}(6) \\ &= 0 \end{aligned}$

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Cette structure complexe, avec un mélange d'atomes de bore sp² et sp³, est typique des polyanions borates. C'est cette flexibilité structurale qui permet au bore de former une si grande variété de minéraux et de matériaux aux propriétés diverses.

Point à retenir

Dans les borates, la charge négative est portée par les atomes de bore tétracoordonnés ($\text{BO}_4$).

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Comprendre la structure des unités fondamentales des borates est la clé pour comprendre les propriétés des matériaux qui en découlent, comme la dureté, le point de fusion, ou les propriétés optiques des verres borosilicatés.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Ignorer les groupes OH : Ne pas oublier que les groupes hydroxyles (OH) sont liés aux atomes de bore et que les atomes d'oxygène de ces groupes font partie de la sphère de coordination du bore.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Résultat Final (la conclusion chiffrée) : L'anion tétraborate contient deux atomes de bore tricoordonnés (triangulaires plans) et deux atomes de bore tétracoordonnés (tétraédriques).

À vous de jouer !

L'anion $[\text{B}_3\text{O}_3(\text{OH})_4]^-$ est trouvé dans certains borates. Combien d'atomes de bore tétracoordonnés ($\text{BO}_4$) contient-il ?

Pièges à Éviter

Arrondir trop tôt : Lors du calcul de la formule empirique, gardez plusieurs décimales pour les nombres de moles avant de calculer les rapports.
Erreur dans le décompte d'électrons : Pour les règles de Wade, une erreur sur le nombre d'électrons de valence totaux ou sur le nombre d'électrons des liaisons B-H terminales faussera tout le résultat.
Confondre charge réelle et formelle : Dans les borates, la charge 2- est délocalisée sur tout l'anion, même si on l'attribue formellement aux atomes de bore tétracoordonnés pour la description.

Outil Interactif : Calculateur des Règles de Wade

Entrez la formule d'un borane ($\text{B}_n\text{H}_m$) pour prédire sa structure.

Formule du Borane

Nombre d'atomes de Bore (n)

Nombre d'atomes d'Hydrogène (m)

Charge de l'ion

Résultats de la Classification

Paires d'électrons du squelette (SEP) -

Structure : -

Pour Aller Plus Loin : Les Carboranes

Au-delà des boranes : Les règles de Wade ne s'appliquent pas seulement aux boranes. Elles peuvent être étendues à des clusters encore plus complexes, les carboranes, où un ou plusieurs atomes de bore sont remplacés par des atomes de carbone. Un atome de carbone étant "isolobal" à une unité B-H (les deux fournissent 3 électrons au squelette), on peut prédire la structure de composés comme $\text{C}_2\text{B}_{10}\text{H}_{12}$ en utilisant les mêmes principes.

Le Saviez-Vous ?

Le verre Pyrex®, connu pour sa résistance aux chocs thermiques, est un verre borosilicate. L'incorporation d'oxyde de bore ($\text{B}_2\text{O}_3$) dans le réseau de silice ($\text{SiO}_2$) abaisse le coefficient de dilatation thermique du verre, ce qui l'empêche de se fissurer lors de changements rapides de température. C'est la chimie des borates qui rend vos plats de cuisson si robustes !

Foire Aux Questions (FAQ)

Pourquoi les boranes sont-ils si réactifs ?

Leur déficience en électrons les rend très avides d'électrons. Ils agissent comme des acides de Lewis puissants et réagissent violemment avec les bases de Lewis, comme l'eau ou l'ammoniac. Le diborane ($\text{B}_2\text{H}_6$), par exemple, s'enflamme spontanément au contact de l'air.

Tous les borates contiennent-ils des unités $\text{BO}_3$ et $\text{BO}_4$ ?

Non, la diversité est grande. Certains borates simples ne contiennent que des unités $\text{BO}_3$ (comme dans l'acide borique, $\text{B}(\text{OH})_3$). D'autres, plus complexes, peuvent contenir uniquement des unités $\text{BO}_4$. La structure dépend du pH, de la température et des cations présents lors de la formation.

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Le composé $\text{B}_{10}\text{H}_{14}$ est un nido-borane. Combien de paires d'électrons de squelette (SEP) possède-t-il ?

10 SEP
11 SEP
12 SEP

2. Dans un anion borate, un atome de bore au centre d'un tétraèdre $\text{BO}_4$ porte une charge formelle de :

0
-1
+1

Boranes: Composés chimiques constitués uniquement de bore et d'hydrogène. Ils sont caractérisés par des liaisons électron-déficientes.
Borates: Composés contenant des anions oxo-bore, formés par l'assemblage d'unités $\text{BO}_3$ (trigonales) et/ou $\text{BO}_4$ (tétraédriques).
Règles de Wade: Ensemble de règles permettant de rationaliser et de prédire la structure des clusters de boranes (et autres clusters) en se basant sur le décompte des électrons de valence du squelette.
Liaison Électron-Déficiente: Liaison chimique où le nombre d'électrons est insuffisant pour former des liaisons covalentes classiques 2c-2e (deux centres, deux électrons) entre tous les atomes adjacents.

Composés du Bore : Boranes et Borates

Objectifs Pédagogiques

Données de l'étude

Exemple de liaison 3c-2e dans le diborane

Questions à traiter

Récapitulatif des Résultats

Correction : Composés du Bore : Boranes et Borates

Question 1 : Déterminer la formule empirique du borane

Principe (le concept chimique)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Calcul(s) (l'application numérique)

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Point à retenir

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Question 2 : Déterminer la formule moléculaire

Principe (le concept chimique)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Calcul(s) (l'application numérique)

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Point à retenir

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Question 3 : Prédire la structure du borane avec les règles de Wade

Principe (le concept chimique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Calcul(s) (l'application numérique)

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Point à retenir

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Question 4 : Décrire la structure de l'anion tétraborate

Principe (le concept chimique)

Structure de l'anion \([\text{B}_4\text{O}_5(\text{OH})_4]^{2-}\)

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Normes (la référence réglementaire)

Hypothèses (le cadre du calcul)

Formule(s) (l'outil mathématique)

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Calcul(s) (l'application numérique)

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Point à retenir

Justifications (le pourquoi de cette étape)

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

FAQ (pour lever les doutes)

Pièges à Éviter

Outil Interactif : Calculateur des Règles de Wade

Formule du Borane

Résultats de la Classification

Pour Aller Plus Loin : Les Carboranes

Le Saviez-Vous ?

Foire Aux Questions (FAQ)

Quiz Final : Testez vos connaissances

0 commentaires

Soumettre un commentaire Annuler la réponse

Utilisation de Nos Ressources – L’Essentiel à Retenir :