Lewis, mésomérie et géométrie VSEPR

Une structure de Lewis répartit les électrons de valence entre liaisons et doublets non liants. Le bilan total tient compte de la charge de l'espèce. La charge formelle d'un atome compare ses électrons de valence à ceux qui lui sont attribués en partageant également les liaisons ; elle n'est pas une charge partielle mesurée.

Des formes mésomères diffèrent par la répartition des électrons, pas par la position des noyaux. Elles décrivent ensemble une structure délocalisée ; la molécule ne saute pas successivement entre dessins. La méthode VSEPR organise les domaines électroniques autour d'un centre et distingue géométrie électronique et forme des noyaux ; une liaison multiple compte comme un domaine dans ce modèle.

Pour $CO_2$, le total vaut $4+2\times6=16$ électrons. Le dessin $O=C=O$ emploie huit électrons dans les deux doubles liaisons et huit en quatre doublets non liants sur les oxygènes. Les charges formelles sont nulles. Deux domaines autour du carbone donnent une géométrie linéaire, angle idéal $180^\circ$. Pour l'ion carbonate, plusieurs formes équivalentes répartissent une double liaison sur les trois oxygènes ; il ne faut pas imposer une seule liaison C–O différente en permanence dans le modèle délocalisé.

Le tableau présente le compte électronique puis les domaines du centre. Le nombre d'électrons et le nombre de domaines répondent à deux tâches différentes : les deux doubles liaisons utilisent huit électrons mais représentent deux directions de répulsion.