📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
1. Effets Électroniques
- Effet Inductif ($I$) : Déplacement de la densité électronique le long des liaisons simples $\sigma$.
- Attracteur ($-I$) : Atomes plus électronégatifs que le carbone ($F, Cl, O, N, \dots$).
- Donneur ($+I$) : Groupements alkyles ($-CH_3, -C_2H_5, \dots$) et ions négatifs.
- Effet Mésomère ($M$) : Délocalisation des électrons $\pi$ ou des doublets non-liants $n$. Il est plus puissant que l'effet inductif.
- Attracteur ($-M$) : Groupements avec liaisons multiples conjuguées ($-NO_2, -CN, >C=O$).
- Donneur ($+M$) : Atomes avec doublets non-liants adjacents à une double liaison ($-OH, -NH_2, -Cl$).
2. Intermédiaires Réactionnels
- Carbocation ($R_3C^+$) : Carbone hybridé $sp^2$, lacune électronique. Stabilité : Tertiaire > Secondaire > Primaire.
- Carbanion ($R_3C^-$) : Carbone avec un doublet non-liant. Stabilité inverse des carbocations.
- Radical ($R_3C^\bullet$) : Carbone avec un électron célibataire.
3. Réactifs et Mécanismes
- Nucléophile ($Nu^-$) : Riche en électrons (ex: $OH^-, H_2O, NH_3$). Attaque les sites pauvres en électrons.
- Électrophile ($E^+$) : Pauvre en électrons (ex: $H^+, Br^+, AlCl_3$). Attaque les sites riches en électrons.
- Types de réactions : Substitution ($S$), Addition ($A$), Élimination ($E$).
Méthodes à maîtriser
- Identifier le sens des effets : Utiliser l'échelle d'électronégativité (F > O > N > Cl > C > H).
- Écrire les formes mésomères : Déplacer les flèches courbes des zones de haute densité vers les zones de basse densité (doublet $\to$ liaison, liaison $\to$ atome).
- Comparer l'acidité : Un groupement attracteur ($-I, -M$) stabilise la base conjuguée et augmente l'acidité.
Exemples corrigés
- Comparaison d'acidité : Entre $CH_3COOH$ et $ClCH_2COOH$. Le chlore est $-I$, il stabilise l'ion carboxylate $ClCH_2COO^-$. Donc $ClCH_2COOH$ est plus acide.
- Stabilité : Le carbocation $(CH_3)_3C^+$ est plus stable que $CH_3CH_2^+$ grâce aux effets donneurs $+I$ des trois groupements méthyles.
Erreurs fréquentes
- Confondre l'effet inductif (liaisons $\sigma$) et mésomère (liaisons $\pi$).
- Dessiner des flèches de mécanisme partant d'une charge positive (les flèches partent toujours des électrons).
- Oublier que l'effet mésomère l'emporte généralement sur l'effet inductif (sauf pour les halogènes dans certains cas).