Chimie organique : acidité, basicité et effets électroniques

En chimie organique, un acide de Brønsted est une espèce qui cède un proton H⁺ ; une base est une espèce qui capte H⁺. À chaque acide correspond une base conjuguée, obtenue après perte d’un proton. La force d’un acide se mesure par son pKa : plus le pKa est petit, plus l’acide cède facilement son proton. Le vinaigre contient de l’acide acétique, un acide faible courant, tandis que l’ion hydroxyde est une base forte. Cette échelle permet de comparer objectivement acidité et basicité.

L’effet inductif est la transmission d’une polarisation électronique le long des liaisons σ. Un atome électronégatif, comme O, N ou Cl, attire les électrons et exerce un effet inductif attracteur (-I). Quand cet effet s’exerce près du proton acide, il stabilise la base conjuguée et augmente l’acidité. À l’inverse, un groupe alkyle donneur (+I) peut diminuer l’acidité en déstabilisant la charge négative. Par exemple, CCl₃COOH est plus acide que CH₃COOH.

L’effet mésomère correspond à une délocalisation d’électrons π ou de doublets non liants par résonance. Dans un acide carboxylique, la charge négative du carboxylate est répartie sur deux atomes d’oxygène, ce qui stabilise fortement la base conjuguée. Pour comparer deux acides, on identifie donc la base conjuguée, puis on cherche les effets électroniques qui stabilisent sa charge. Le phénol est acide grâce à la délocalisation de la charge du phénolate dans le cycle aromatique.

Une base organique fréquente est l’amine : l’atome d’azote possède un doublet non liant qui peut capter H⁺. La basicité augmente lorsque ce doublet est plus disponible, par exemple grâce à des groupes donneurs comme les alkyles. Elle diminue fortement si le doublet est délocalisé par effet mésomère, comme dans l’aniline ou les amides. C’est pourquoi les amines ont souvent une odeur caractéristique, par exemple celle du poisson, et pourquoi l’ammoniac ménager est basique.