Quiz: Introduction aux complexes de coordination — 18 perguntas

1. Quel énoncé décrit le mieux un complexe de coordination ?

A. Un assemblage d’ions uniquement anioniques reliés par des liaisons hydrogène

B. Un atome métallique central lié à des ligands par interaction acide de Lewis–base de Lewis

C. Une molécule organique neutre sans interaction avec des donneurs d’électrons

D. Un métal qui ne peut accepter aucun doublet électronique

Answer: (B)

Explicação

Un complexe de coordination associe un métal central neutre ou cationique à des ligands donneurs d’électrons via une interaction acide de Lewis–base de Lewis. Le métal joue le rôle d’accepteur, contrairement à la proposition qui l’exclut.

2. Dans un complexe de coordination, quel rôle joue le ligand vis-à-vis du métal central ?

A. Centre métallique neutre formant la sphère de coordination

B. Donneur de doublet électronique, donc base de Lewis

C. Source exclusive d’électrons célibataires sans donation

D. Accepteur de doublet électronique, donc acide de Lewis

Answer: (B)

Explicação

Les ligands apportent une densité électronique au métal : ils agissent donc comme bases de Lewis. Le métal, lui, est l’accepteur d’électrons de Lewis.

3. Dans le modèle de Green, quel type de ligand est généralement décrit comme un donneur à deux électrons appariés ?

A. Un ligand X

B. Un ligand π accepteur

C. Un ligand pontant μ2

D. Un ligand L

Answer: (D)

Explicação

Un ligand L possède un doublet électronique apparié qu’il peut délocaliser vers le métal pour former une liaison de coordination. Le ligand X est traité différemment selon le modèle utilisé.

4. Dans le modèle ionique, comment un ligand X est-il pris en compte ?

A. Comme un ligand qui ne peut jamais former de liaison avec le métal

B. Comme un ligand neutre apportant toujours exactement un électron

C. Comme un ligand sans charge qui ne participe pas à la liaison

D. Comme un ligand chargé négativement apportant un doublet non liant

Answer: (D)

Explicação

Dans le modèle ionique, X est considéré sous forme anionique et fournit les deux électrons de liaison via un doublet non liant. Cela contraste avec le traitement covalent où la description de X diffère.

5. Quand dit-on qu’un ligand est π donneur ?

A. Quand ses orbitales occupées interagissent avec des orbitales vacantes du métal

B. Quand il ne participe qu’à une liaison σ avec le métal

C. Quand le métal rétrodonne des électrons vers des orbitales vides du ligand

D. Quand il n’utilise que des liaisons métalliques métalliques

Answer: (A)

Explicação

Un ligand est π donneur lorsque ses orbitales occupées transfèrent de la densité électronique vers le métal. La rétrodonation métal→ligand correspond au cas π accepteur.

6. Quel schéma d’interaction caractérise un ligand π accepteur ?

A. Absence complète de recouvrement orbitalaire

B. Orbitales occupées du métal vers orbitales vides du ligand

C. Donation d’un seul électron du ligand vers le métal

D. HOMO du ligand vers LUMO du métal

Answer: (B)

Explicação

Un ligand π accepteur reçoit de la densité électronique par rétrodonation depuis des orbitales occupées du métal vers ses orbitales vides. À l’inverse, le couple HOMO ligand → LUMO métal correspond à un ligand π donneur.

7. Que décrit l’hapticité η5 d’un ligand ?

A. Le nombre d’atomes du ligand liés au métal de façon équivalente dans un système conjugué

B. Le nombre d’électrons célibataires portés par le ligand

C. Le nombre total de liaisons distinctes formées par un ligand

D. Le nombre de centres métalliques reliés par un ligand

Answer: (A)

Explicação

L’hapticité compte le nombre d’atomes d’un ligand conjugué qui interagissent de façon équivalente avec le métal. Elle ne correspond pas au nombre de liaisons distinctes, qui relève de la denticité.

8. Quelle affirmation distingue correctement denticité et hapticité ?

A. Les deux notions sont strictement identiques dans tous les complexes

B. La denticité ne s’applique qu’aux ligands monodentates

C. L’hapticité compte des liaisons distinctes, alors que la denticité décrit un contact global délocalisé

D. La denticité compte des liaisons distinctes, alors que l’hapticité décrit un contact global délocalisé

Answer: (D)

Explicação

La denticité décrit le nombre de sites de liaison séparés d’un ligand, tandis que l’hapticité concerne un ensemble d’atomes équivalents liés au métal. Les deux notions ne doivent pas être confondues.

9. Qu’indique la notation μ2 pour un ligand ?

A. Qu’il relie deux centres métalliques

B. Qu’il possède deux charges négatives

C. Qu’il est forcément bidenté

D. Qu’il possède deux doublets non liants

Answer: (A)

Explicação

Le symbole μ2 signifie qu’un ligand pontant est lié à deux centres métalliques distincts. Un ligand pontant n’est pas forcément polydenté.

10. Quel exemple illustre qu’un ligand pontant peut rester monodentate ?

A. Un ligand qui ne coordonne qu’un seul métal sans partage

B. Un ligand purement organique sans atome donneur

C. Un ligand chélatant qui forme deux liaisons au même métal

D. Un chlorure ou un carbonyle reliant deux métaux

Answer: (D)

Explicação

Des ligands comme Cl ou CO peuvent relier deux centres métalliques tout en restant monodentates au sens de la denticité. Le caractère pontant dépend donc du nombre de métaux reliés, pas seulement du nombre de sites donneurs.

11. Quelle comparaison décrit le mieux la force d’une liaison métal–ligand par rapport à une liaison covalente pure ?

A. Elle ne dépend pas de la nature du ligand

B. Elle a systématiquement la même énergie qu’une liaison covalente

C. Elle est en général plus faible et donc plus réversible

D. Elle est en général plus forte et beaucoup moins réversible

Answer: (C)

Explicação

Les liaisons métal–ligand de coordination ont typiquement des énergies plus faibles que les liaisons covalentes pures, ce qui favorise leur réversibilité. La liaison covalente est au contraire plus énergique en moyenne.

12. Pourquoi une force modérée des liaisons métal–ligand est-elle particulièrement utile dans le transport du dioxygène par l’hémoglobine ?

A. Elle transforme le dioxygène en ligand pontant entre deux métaux

B. Elle permet une fixation puis une libération rapides du dioxygène

C. Elle empêche toute dissociation du dioxygène au cours du transport

D. Elle impose une liaison irréversible avec le dioxygène

Answer: (B)

Explicação

Une liaison de coordination de force modérée rend l’association et la dissociation rapides, ce qui est adapté au transport du dioxygène. Les autres propositions décrivent des comportements incompatibles avec la réversibilité attendue.

13. Quelle géométrie correspond à quatre ligands disposés dans un même plan autour du métal ?

A. Géométrie bipyramide à base triagonale

B. Géométrie tétraédrique

C. Géométrie plan carré

D. Géométrie octaédrique

Answer: (C)

Explicação

La géométrie plan carré place les quatre ligands dans un même plan autour du métal. La géométrie tétraédrique, elle, les répartit dans l’espace et non dans un seul plan.

14. Quelle géométrie est caractéristique d’un complexe à six ligands autour du métal ?

A. Géométrie octaédrique

B. Géométrie tétraédrique

C. Géométrie pyramidale trigonale

D. Géométrie plan carré

Answer: (A)

Explicação

Avec six ligands, la géométrie classique est l’octaèdre. Les autres géométries correspondent à des coordinences différentes ou à d’autres arrangements.

15. Que signifie l’isomérie cis/trans dans un complexe métallique ?

A. Le nombre total de ligands coordonnés au métal

B. La nature pontante ou non pontante d’un ligand

C. La position relative de deux ligands, du même côté ou de côtés opposés

D. La présence d’une charge positive ou négative sur le métal

Answer: (C)

Explicação

L’isomérie cis/trans décrit la disposition spatiale relative de deux ligands : même côté pour cis, côtés opposés pour trans. Elle ne dépend pas directement de la charge du métal ni du caractère pontant des ligands.

16. Les formes Λ et Δ d’un complexe à ligands bidentes correspondent à quelle relation stéréochimique ?

A. Ce sont des énantiomères non superposables

B. Ce sont des isomères de coordination

C. Ce sont des isomères de liaison

D. Ce sont des conformères rapidement interconvertibles

Answer: (A)

Explicação

Les formes Λ et Δ sont des configurations chirales et constituent des énantiomères, donc non superposables. Elles ne relèvent pas d’une simple isomérie de liaison ou de coordination.

17. Dans le décompte covalent d’un complexe [MLlXx]q, quelle expression donne le nombre total d’électrons de valence Nt ?

A. Nt = m + 2l + x − q

B. Nt = m + l + x + q

C. Nt = m − 2l − x + q

D. Nt = m + 2(l + x)

Answer: (A)

Explicação

Le décompte covalent s’écrit Nt = m + 2l + x − q pour le complexe [MLlXx]q. Le terme −q est essentiel et sa disparition conduit à une formule incorrecte.

18. Dans le décompte covalent, comment obtient-on le nombre d’oxydation NO d’un complexe [MLlXx]q ?

A. NO = m + x − q

B. NO = 2l + x

C. NO = x + q

D. NO = m − q

Answer: (C)

Explicação

Le nombre d’oxydation s’obtient en rompant les liaisons métal–ligand et vaut NO = x + q. Cette relation permet ensuite d’en déduire le comptage électronique du métal sous forme dn.