Physique-chimie (spécialité) · Première
Structure des molécules organiques : exercices corrigés de 1re
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Le schéma de Lewis montre les liaisons et aussi les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons, les doublets non liants 2.
- La formule développée plane est un Lewis simplifié : on n'y dessine pas les doublets non liants 2.
- Méthode : compter les électrons de valence, en déduire les doublets, placer les liaisons, répartir les doublets restants.
- Lewis et formule développée plane ne montrent pas la forme dans l'espace ; la représentation de Cram, si 2.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler la structure des molécules, organiques ou non (eau, dioxyde de carbone, ammonium) : compter des électrons, repérer des liaisons et des doublets, choisir la bonne représentation. Ils vont du plus guidé au plus autonome. Cherche d'abord seul(e) sur papier, sans regarder la correction. Si tu bloques, lis un indice, puis reprends. Ne lis la correction qu'à la fin, pour comparer la méthode et pas seulement le résultat.
Le programme de Première demande d'établir le schéma de Lewis de molécules et d'ions 1. C'est le fil conducteur de cette page.
Les exercices
Exercice 1 Compter les doublets du méthanol
On étudie le méthanol, de formule brute . On donne le nombre d'électrons de valence : C en possède 4, H en possède 1, O en possède 6.
- Calcule le nombre total d'électrons de valence de la molécule.
- En déduire le nombre total de doublets à placer dans son schéma de Lewis.
Indice 1
Il y a un atome de carbone, quatre atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène.
Indice 2
Un doublet est un ensemble de deux électrons.
Voir la correction pas à pas
Relever la composition : 1 C, 4 H, 1 O.
Calculer les électrons de valence : .
Un doublet contient 2 électrons, donc le nombre de doublets est .
La molécule possède 14 électrons de valence, soit 7 doublets à placer : des doublets liants (les liaisons) et des doublets non liants, qu'un schéma de Lewis montre et qu'une formule développée plane ne montre pas 2.
Exercice 2 Retrouver le nombre d'hydrogènes d'une chaîne
Une molécule est formée d'une chaîne de 3 atomes de carbone reliés les uns aux autres par des liaisons simples, en ligne, et uniquement complétée par des atomes d'hydrogène. Dans cet exercice, on admet que chaque atome de carbone forme au total 4 liaisons simples et chaque atome d'hydrogène 1.
- Combien de liaisons carbone-carbone la chaîne contient-elle ?
- Combien de liaisons chaque carbone engage-t-il au total, et combien en reste-t-il pour les hydrogènes ?
- En déduire le nombre d'atomes d'hydrogène de la molécule.
Indice 1
Trois carbones alignés sont reliés par deux liaisons.
Indice 2
Chaque liaison carbone-carbone occupe une liaison sur chacun des deux carbones concernés.
Voir la correction pas à pas
Les 3 carbones alignés forment 2 liaisons C–C.
Les 3 carbones offrent liaisons au total.
Chaque liaison C–C en occupe 2 (une sur chaque carbone), soit liaisons occupées.
Il reste liaisons, chacune reliée à un hydrogène : la molécule contient 8 atomes d'hydrogène.
La molécule a pour formule brute . Dans une formule développée plane, on dessine chacune de ces liaisons pour représenter simplement la structure 2.
Exercice 3 Doublets non liants de l'eau
Établis le schéma de Lewis de l'eau . On donne : H possède 1 électron de valence, O en possède 6. L'oxygène est l'atome central.
- Calcule le nombre total de doublets.
- Combien de doublets sont liants ?
- Combien de doublets sont non liants ?
Indice 1
Chaque hydrogène est relié à l'oxygène par une liaison simple.
Indice 2
Doublets non liants = doublets totaux − doublets liants.
Voir la correction pas à pas
Électrons de valence : , soit doublets.
Deux liaisons simples O–H : 2 doublets liants.
Doublets non liants : , tous portés par l'oxygène.
Schéma : O au centre, relié à deux H, avec deux doublets non liants dessinés sur O.
L'eau compte 2 doublets non liants, tous sur l'oxygène. Dans la formule développée plane, ces doublets seraient absents ; le schéma de Lewis les montre 2.
Exercice 4 Le dioxyde de carbone et ses doubles liaisons
Soit la molécule de dioxyde de carbone , de structure O=C=O. On donne : C possède 4 électrons de valence, O en possède 6.
- Calcule le nombre total de doublets.
- La molécule comporte deux doubles liaisons C=O. Combien de doublets liants cela représente-t-il ?
- Combien de doublets non liants le schéma de Lewis comporte-t-il, et comment sont-ils répartis ?
Indice 1
Une double liaison correspond à deux doublets liants.
Indice 2
Les deux atomes d'oxygène sont identiques dans leur environnement.
Voir la correction pas à pas
Électrons de valence : , soit 8 doublets.
Deux doubles liaisons : doublets liants.
Doublets non liants : .
Les deux oxygènes sont équivalents : chacun porte 2 doublets non liants. Le carbone n'en porte aucun.
Le schéma de Lewis de compte 4 doublets non liants, soit 2 par oxygène. Pour voir aussi les doublets non liants, il faut un schéma de Lewis : la formule développée plane ne les dessine pas 2.
Exercice 5 Schéma de Lewis d'un ion
Soit l'ion ammonium . On donne : N possède 5 électrons de valence, H en possède 1. L'azote est l'atome central, relié à chaque hydrogène par une liaison simple.
- Combien d'électrons de valence faut-il compter, compte tenu de la charge ?
- Combien de doublets le schéma comporte-t-il ?
- Y a-t-il des doublets non liants ? Cet ion est-il une molécule ?
Indice 1
La charge positive signifie qu'un électron a été perdu.
Indice 2
Compare le nombre de doublets total au nombre de liaisons N–H.
Voir la correction pas à pas
Électrons de valence : , soit 4 doublets.
Il y a 4 liaisons simples N–H, soit 4 doublets liants.
Doublets non liants : : l'azote n'en porte pas.
Une molécule est une entité électriquement neutre comprenant plus d'un atome 3 ; l'ammonium est chargé, donc ce n'est pas une molécule au sens strict, mais un ion polyatomique 3.
L'ion ammonium a 4 doublets, tous liants. Le programme demande de savoir établir des schémas de Lewis d'ions comme de molécules 1.
Exercice 6 Choisir la bonne représentation
Pour chaque besoin, indique la représentation la plus adaptée parmi : formule de Lewis, formule développée plane, représentation de Cram, formule topologique. Justifie en une phrase.
- (a) Montrer les doublets non liants d'une molécule.
- (b) Montrer la forme de la molécule dans l'espace.
- (c) Dessiner très vite une longue molécule organique.
- (d) Représenter les liaisons sans alourdir le dessin avec les doublets non liants.
Indice 1
Une des représentations est la seule à montrer la molécule en trois dimensions.
Indice 2
Une autre est présentée comme une version allégée de Lewis.
Voir la correction pas à pas
(a) Formule de Lewis : elle représente aussi les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons 2.
(b) Représentation de Cram : elle décrit directement la structure tridimensionnelle d'une molécule 2.
(c) Formule topologique : manière simplifiée et rapide de représenter une molécule organique 2.
(d) Formule développée plane : une formule de Lewis simplifiée qui ne montre pas les doublets non liants 2.
Les questions qu'on se pose
Quelle différence entre une formule de Lewis et une formule développée plane ?
La formule développée plane est une formule de Lewis simplifiée : la représentation est presque identique, mais on ne dessine pas les doublets non liants pour alléger l'écriture 2. Si l'énoncé demande les doublets non liants, c'est un schéma de Lewis qu'il te faut.
Un schéma de Lewis montre-t-il la forme réelle de la molécule dans l'espace ?
Non. Le modèle de Lewis représente la structure d'une molécule, mais ne montre pas sa forme dans l'espace 2. Pour cela, on utilise la représentation de Cram 2. Les angles dessinés sur une formule développée plane, comme 120° autour d'une double liaison carbone-carbone, ne servent qu'à s'approcher de la structure réelle 2.
Sources
- Programme physique-chimie spécialité Première générale, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Représentation des molécules, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Molécule, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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