Votre structure proposée est fausse. L’azote ne dépasse pas l’octuor dans aucun de ses composés connus (et même si $\ce{NF5}$ sera découvert, il ne dépassera pas l’octuor selon tout ce que nous savons maintenant). Cependant, si vous avez une charge négative formelle, cela signifie un électron supplémentaire ajouté aux 5 que possède habituellement l’azote ; si quatre de ces six électrons sont utilisés pour construire les doubles liaisons, il reste une paire solitaire sur l’azote pour un total de 10 électrons.
Si vous avez des difficultés à déterminer les structures de Lewis, il y a quatre calculs rapides que vous pouvez effectuer pour vous aider :
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Ajoutez tous les électrons de valence que les atomes apportent dans le composé.
Chaque azote a cinq électrons plus une charge négative (électron supplémentaire) donc :$3\times5+1=16\tag{1}$
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Ajoutez combien d’électrons de valence seraient nécessaires pour que chaque atome ait un octet (pour l’hydrogène : dublet) qui lui est propre.
Chaque azote voudrait huit électrons donc :$$3\times8=24\tag{2}$
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Prenez $(2)-(1)$. Cela représente le nombre d’électrons que les atomes doivent partager, c’est-à-dire le nombre de liaisons.
$$24-16=8\tag{3}$
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Prenez $(1)-(3)$. Cela représente le nombre d’électrons qui ne doivent pas prendre part aux liaisons ; il faut alors les distribuer sous forme de paires solitaires.
$$16-8=8\tag{4}$$
Puis, commencez à dessiner mais assurez-vous d’avoir autant de paires solitaires et d’électrons de liaison que les équations l’indiquent. En ignorant les paires solitaires, nous pouvons obtenir les structures possibles suivantes pour $\ce{N3-}$ :
$$\ce{N#N-N}\qquad\qquad\ce{N=N=N}\qquad\qquad\ce{N-N#N}$
(L’exercice consistant à distribuer quatre paires solitaires sur les trois nitrogènes afin que chacun ait finalement huit électrons de valence est laissé au lecteur car je suis trop paresseux pour ouvrir ChemDraw et dessiner les structures.)
Après avoir fait cela, vous devez jeter un coup d’œil aux charges formelles potentielles. Pour cela, divisez chaque liaison de manière homogène (c’est-à-dire donnez à chaque atome un des électrons de liaison) et comptez. Comparez ce nombre à celui que devrait avoir un atome ; la différence correspond à la charge formelle de l’atome. (Les électrons étant négatifs, un électron supplémentaire correspond à une charge de $-1$). Quand on fait cela pour ces trois structures, on arrive à :
$$\ce{N#\overset{+}{N}-\overset{2-}{N}}\qquad\qquad\ce{\overset{-}{N}=\overset{+}{N}=\overset{-}{N}}\qquad\qquad\ce{\overset{2-}{N}-\overset{+}{N}#N}$$
In each of those cases, les charges formelles s’additionnent à la charge globale de l’ion moléculaire ($-1$), ce qui indique que nous avons fait les choses correctement. (Encore une fois, j’ai omis les paires solitaires ; vous pouvez utiliser mes charges formelles pour déterminer où elles auraient dû être et combien.)
Il n’existe pas de principe de charges formelles nulles. Cependant, lors d’un débat entre différentes structures, une structure avec moins de charges formelles est souvent (pas toujours !) plus » favorable « . (Le terme réel devrait être « contribue davantage à l’image globale » mais cela peut être trop confus à ce stade.)
Mais lequel des trois est correct ? Elles le sont toutes ! En fait, c’est ce qu’on appelle la mésomérie : nous avons un certain nombre de structures (de résonance) qui expliquent toutes un peu le composé réel, mais aucune ne détient la vérité absolue. Pour le montrer, on dessine généralement des flèches de résonance entre les représentations :
$$\ce{N#\overset{+}{N}-\overset{2-}{N}. <-> \overset{-}{N}=\overset{+}{N}=\overset{-}{N} <-> \overset{2-}{N}-\overset{+}{N}#N}$
La différence clé entre les structures correctes et votre proposition est que l’atome d’azote central ne peut jamais porter une charge formelle négative car il doit accueillir quatre liaisons avec ses voisins, ce qui n’est possible que pour $\ce{N+}$.
Concernant la réponse donnée dans le devoir : Elle n’est pas strictement correcte car elle est incomplète. Les trois structures devraient être marquées comme correctes – jusqu’à ce que le concept de résonance ait été formellement introduit, auquel cas seule une combinaison des trois devrait l’être.
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