TP n°1 - Chimie - PCSI

Une molécule est une entité dynamique : en raison des vibrations de ses liaisons, des chocs incessants
qu’elle réalise avec les molécules voisines, les paramètres ci-dessus sont amenés à évoluer sans cesse.
Autrement dit, une molécule change perpétuellement de conformation.
On constate néanmoins que, dans les conditions usuelles, les longueurs de liaisons d’une molécule
fluctuent très peu au cours du temps autour de leur position d’équilibre ; il en va de même pour les
angles de flexion. En revanche, à température ambiante, les angles dièdres varient avec une grande
liberté de 0 à 360°, à condition que la liaison concernée soit une liaison simple et que la rotation ne
soit pas entravée.
Forts de ces constatations, on peut définir des stéréo-isomères de conformation de la façon suivante :
Définition :
On appelle stéréo-isomères de conformation des états d’une même molécule qui diffèrent
seulement par leur conformation, les différences pouvant consister :
- en un raccourcissement ou à un allongement de certaines liaisons (sans s’écarter de quelques
% autour de leur distance d’équilibre ℓ 0) ;
- en la compression ou dilatation de certains angles de flexion (sans s’écarter de plus de
quelques % de leur valeur d’équilibre, soit 109° pour un atome tétraédrique) ;
- en une ou plusieurs rotations autour de liaisons simples (sauf situation particulière de
blocage).
Pour une molécule donnée, l’énergie d’une conformation dépend de tous les paramètres
géométriques : longueurs de liaison, angles de flexion et angles dièdres pour toutes les liaisons de la
molécule.
Étant donné le très grand nombre de paramètres qui interviennent dès que la molécule contient
davantage d’atomes, l’outil informatique peut être une aide précieuse pour estimer l’énergie de
conformation.
On montrera l’utilisation du logiciel Nemesis lors de cette séance.
Estimation de l’énergie potentielle d’une conformation par le logiciel Nemesis :
Le logiciel possède un algorithme de calcul qui consiste à additionner les différentes contributions
énergétiques et à modéliser chacune d’entre elles
Ainsi, l’énergie d’une conformation peut être décomposée selon Nemesis en cinq termes :