La réactivité chimique et les intermédiaires de réaction

Effets électroniques

• Effets inductifs : la liaison $\sigma$ entre deux atomes d’électonégativité différente est polarisée (charge partielle δ+ sur l’atome le moins électronégatif, δ- sur le plus électronégatif). Il noté +I (donneur) ou –I (attracteur). Il est additif et diminue avec la distance.

• Effets mésomères : déplacement des électrons $\pi$ et n. Il est noté +M (donneur) ou –M (attracteur). Plus un composé a de formes mésomères, plus il est stable.

Les effets électroniques des groupes ont des forces différentes.

Quand les deux effets coexistent et s’opposent, l’effet mésomère l’emporte toujours (sauf halogènes).

Acides-bases

Acidité de Brondsted = capacité d’une entité à donner un proton ($\rm H^+$) à un réactif basique capable de le capter. Plus la base conjuguée est stable, plus le H est acide.

Un acide de Lewis possède une lacune électronique. Il est accepteur du doublet électronique que possède une base de Lewis.

Dans les deux cas, les effets électroniques ont une forte influence.

Écriture des mécanismes

Une réaction chimique consiste en la rupture de liaisons et la formation de nouvelles liaisons. La rupture d’une liaison covalente peut être homolytique (chaque atome garde un électron formant des radicaux – demi-flèche) ou hétérolytique (un atome garde le doublet donnant des ions - flèche).

Nucléophilie-électrophilie

Un nucléophile (Nu) est un réactif porteur de doublet libre qui réagit avec le noyau d’une espèce chargée + ou ayant une lacune (électrophile) pour former une liaison. Lors d’une rupture de liaison, le groupe partant avec le doublet d’électrons est un nucléofuge. Les réactions sont des additions, substitutions ou éliminations.

La théorie HSAB classe les nucléophiles et électrophiles en acides et bases durs ou mous. Les réactions se font entre durs ou entre mous.

Oxydants et réducteurs

Une oxydoréduction est un transfert d’électrons entre deux couples « redox ». Le réducteur d’un couple cède des électrons à l’oxydant de l’autre couple.