Le modèle de la flèche courbée (ou « curseur électronique ») est une convention graphique utilisée en chimie organique pour représenter le déplacement d'un doublet d'électrons au cours d'une étape élémentaire d'un mécanisme réactionnel. Chaque flèche courbe symbolise le mouvement de deux électrons — jamais d'un seul électron, ni d'un atome ou d'un ion pris comme un tout.
Règles de tracé :
- Origine : toujours une source réelle de doublet disponible — doublet non liant (paire libre sur un hétéroatome), doublet liant d'une liaison \(\sigma\) ou \(\pi\) qui se rompt, ou charge négative d'un nucléophile porteur d'un doublet.
- Destination : là où le doublet se redéploie — entre deux atomes si une nouvelle liaison se forme, ou sur l'atome (le plus électronégatif du couple qui se sépare) qui devient porteur d'un doublet non liant supplémentaire.
- Sens de lecture : toujours du réactif donneur (nucléophile, base) vers l'électrophile (site accepteur), jamais l'inverse.
- Radical vs doublet : le mouvement d'un seul électron (mécanisme radicalaire) s'écrit avec une demi-flèche (un seul harpon), distincte de la flèche courbe classique à deux harpons.
Une flèche courbe accompagne toujours une étape élémentaire : plusieurs flèches peuvent coexister sur un même schéma si l'étape est concertée (plusieurs doublets bougent simultanément, comme en \(S_N2\)).
Exemple — addition nucléophile sur un carbonyle : \(\ce{Nu- + C=O -> Nu-C-O-}\). Deux flèches coexistent : l'une part du doublet non liant du nucléophile vers le carbone électrophile, l'autre part du doublet \(\pi\) de la liaison \(\ce{C=O}\) vers l'atome d'oxygène (formation de l'alcoolate).
Pièges usuels :
- Confondre la flèche courbe (mouvement d'électrons, à l'intérieur d'une structure) avec la flèche de réaction \(\rightarrow\) (trait droit, entre réactifs et produits d'un bilan) : erreur fréquente et pénalisée à l'écrit comme à l'oral.
- Faire partir une flèche d'un atome seul plutôt que d'un doublet explicitement représenté, ou d'une charge positive (un cation n'a pas de doublet disponible à céder).
- Oublier de mettre à jour les charges formelles de l'espèce formée après chaque déplacement de doublet.
Prérequis direct : représentation de Lewis, doublets liants et non liants.