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Objectifs d'apprentissage
- Identifier les composés covalents et ioniques.
- Déterminer la formule chimique d'un composé covalent simple à partir de son nom.
- Déterminer le nom d'un composé covalent simple à partir de sa formule chimique.
COVALENT ET IONIQUE COMPOSES
Quels éléments forment les liaisons covalentes ? Des liaisons covalentes se forment lorsque deux ou plusieurs non-métaux se combinent. Par exemple, l'hydrogène et l'oxygène sont des non-métaux, et lorsqu'ils se combinent pour former de l'eau, ils le font en formant des liaisons covalentes. Les composés composés uniquement de non-métaux ou de semi-métaux avec des non-métaux afficheront une liaison covalente et seront classés comme composés moléculaires.
En règle générale, les composés qui impliquent une liaison métallique avec un non-métal ou un semi-métal afficheront une liaison ionique. Ainsi, le composé formé de sodium et de chlore sera ionique (un métal et un non-métal). Le monoxyde d'azote (NO) sera une molécule liée par covalence (deux non-métaux), le dioxyde de silicium (SiO2) sera une molécule liée par covalence (un semi-métal et un non-métal) et MgCl2sera ionique (un métal et un non-métal).
Un ion polyatomique est un ion composé de deux atomes ou plus qui ont une charge en tant que groupe (poly = plusieurs). L'ion ammonium (voir figure ci-dessous) est constitué d'un atome d'azote et de quatre atomes d'hydrogène. Ensemble, ils comprennent un seul ion avec une charge 1+ et une formule de NH4+. L'ion carbonate (voir figure ci-dessous) se compose d'un atome de carbone et de trois atomes d'oxygène et porte une charge globale de 2−. La formule de l'ion carbonate est CO32−.
Les atomes d'un ion polyatomique sont étroitement liés entre eux et ainsi l'ion entier se comporte comme une seule unité. Plusieurs exemples se trouvent dans le tableau 3.3.1. Les atomes non métalliques des ions polyatomiques sont reliés par des liaisons covalentes, mais l'ion dans son ensemble participe à la liaison ionique. Par exemple, le chlorure d'ammonium (NH4Cl) a une liaison ionique entre un ion polyatomique, \(\ce{NH_4^{+}}\) et les ions \(\ce{Cl^{−}}\), mais dans l'ion ammonium (NH4+), les atomes d'azote et d'hydrogène sont reliés par des liaisons covalentes (voir ci-dessus).
Des liaisons ioniques et covalentes sont également présentes dans le carbonate de calcium. Carbonate de calcium (CaCO3) a une liaison ionique entre l'ion calcium \(\ce{Ca^{2+}}\) et un ion polyatomique, \(\ce{CO_3^{2-}}\), mais dans l'ion carbonate (CO32-), les atomes de carbone et d'oxygène sont reliés par des liaisons covalentes (voir ci-dessus).
Caractéristiques des composés covalents (moléculaires)
Les composés qui contiennent des liaisons covalentes (également appelés composés moléculaires) présentent des propriétés physiques différentes de celles des composés ioniques. Étant donné que l'attraction entre les molécules, qui sont électriquement neutres, est plus faible que celle entre les ions électriquement chargés, les composés covalents ont généralement des points de fusion et d'ébullition beaucoup plus bas que les composés ioniques (discutés à la section 3.6). Par exemple, l'eau (composé moléculaire) bout à 100 °C tandis que le chlorure de sodium (composé ionique) bout à 1413 °C. En fait, de nombreux composés covalents sont des liquides ou des gaz à température ambiante et, à l'état solide, ils sont généralement beaucoup plus mous que les solides ioniques. De plus, alors que les composés ioniques sont de bons conducteurs d'électricité lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, la plupart des composés covalents, étant électriquement neutres, sont de mauvais conducteurs d'électricité dans n'importe quel état. L'attraction entre les molécules (appelées forces intermoléculaires) sera discutée plus en détail dans la section 8.1.
Exemple \(\PageIndex{1}\)
Chaque composé est-il formé de liaisons ioniques, de liaisons covalentes ou des deux ?
- \(\ce{Na_2O}\)
- \(\ce{Na_3PO_4}\)
- \(\ce{N_2O_4}\)
- Répondre à un
-
Les éléments de \(\ce{Na_2O}\) sont un métal et un non-métal, qui forment des liaisons ioniques.
- Réponse b
-
Parce que le sodium est un métal et que nous reconnaissons la formule de l'ion phosphate, nous savons que ce composé est ionique. Cependant, au sein de l'ion phosphate polyatomique, les atomes sont maintenus ensemble par des liaisons covalentes, de sorte que ce composé contient à la fois des liaisons ioniques et covalentes.
- Réponse c
-
Les éléments de \(\ce{N_2O_4}|\) sont tous deux des non-métaux, plutôt qu'un métal et un non-métal. Par conséquent, les atomes forment des liaisons covalentes.
Exercice \(\PageIndex{1}\)
Chaque composé est-il formé de liaisons ioniques, de liaisons covalentes ou des deux ?
- \(\ce{Ba(OH)_2}\)
- \(\quoi{F_2}\)
- \(\ce{PCl_3}\)
- Répondez a :
-
les deux
- Réponse b :
-
covalent
- Réponse c :
-
covalent
MOLÉCULAIRE FORMULES
Les formules chimiques des composés covalents sont appeléesformules moléculairesparce que ces composés existent sous forme de molécules séparées et discrètes. En règle générale, une formule moléculaire commence par le non-métal le plus proche du coin inférieur gauche du tableau périodique, sauf que l'hydrogène n'est presque jamais écrit en premier (H2O est l'exception majeure). Ensuite, les autres symboles non métalliques sont répertoriés. Les indices numériques sont utilisés s'il y a plus d'un atome particulier. Par exemple, nous avons déjà vu CH4, la formule moléculaire du méthane. Voici la formule moléculaire de l'ammoniac, NH3.
NOUSCOMPOSES COVALENTS
NousbinaireLes composés covalents (à deux éléments) sont similaires à la dénomination de composés ioniques simples. Le premier élément de la formule est simplement répertorié en utilisant le nom de l'élément. Le deuxième élément est nommé en prenant la racine du nom de l'élément et en ajoutant le suffixe -idée. Un système de préfixes numériques est utilisé pour spécifier le nombre d'atomes dans une molécule. Le tableau \(\PageIndex{1}\) répertorie ces préfixes numériques. Normalement, aucun préfixe n'est ajouté au nom du premier élément s'il n'y a qu'un seul atome du premier élément dans une molécule. Si le deuxième élément est l'oxygène, la voyelle de fin est généralement omise à la fin d'un préfixe polysyllabique mais pas monosyllabique (c'est-à-dire que nous dirions "monoxyde" plutôt que "monooxyde" et "trioxyde" plutôt que "troxyde") .
| Nombre d'atomes dans le composé | Préfixe sur le nom de l'élément |
|---|---|
| 1 | mono-* |
| 2 | De- |
| 3 | tri- |
| 4 | tétra- |
| 5 | penta- |
| 6 | hexa- |
| 7 | hepta- |
| 8 | octa- |
| 9 | non- |
| dix | déca- |
| *Ce préfixe n'est pas utilisé pour le nom du premier élément. | |
Entraînons-nous en nommant le composé dont la formule moléculaire est CCl4. Le nom commence par le nom du premier élément, le carbone. Le deuxième élément, le chloreine, devient chloreidée, et nous attachons le préfixe numérique correct ("tétra-") pour indiquer que la molécule contient quatre atomes de chlore. L'assemblage de ces pièces donne le nomle tétrachlorure de carbonepour ce composé.
Exemple \(\PageIndex{2}\)
Écris la formule moléculaire de chaque composé.
- trifluorure de chlore
- pentachlorure de phosphore
- le dioxyde de soufre
- pentoxyde de diazote
Solution
S'il n'y a pas de préfixe numérique sur le nom du premier élément, nous pouvons supposer qu'il n'y a qu'un seul atome de cet élément dans une molécule.
- ClF3
- PCl5
- DONC2
- N2O5(LeDe- le préfixe sur l'azote indique que deux atomes d'azote sont présents.)
Exercice \(\PageIndex{2}\)
Écris la formule moléculaire de chaque composé.
- dioxyde d'azote
- difluorure de dioxygène
- Hexafluorure de soufre
- monoxyde de sélénium
- Répondez a :
-
un. NON2
- Réponse b :
-
O2F2
- Réponse c :
-
SF6
- Réponse d :
-
Référencement
Parce qu'il est si peu réactif, l'hexafluorure de soufre est utilisé comme coupe-étincelles dans les appareils électriques tels que les transformateurs.
Exemple \(\PageIndex{3}\)
Écris le nom de chaque composé.
- BrF5
- S2F2
- CO
Solution
- pentafluorure de brome
- difluorure de disoufre
- monoxyde de carbone
Exercice \(\PageIndex{3}\)
Écris le nom de chaque composé.
- CF4
- SeCl2
- DONC3
- Répondez a :
-
tétrafluorure de carbone
- Réponse b :
-
dichlorure de sélénium
- Réponse c :
-
trioxyde de soufre
Pour certains composés covalents simples, nous utilisons des noms communs plutôt que des noms systématiques. Nous avons déjà rencontré ces composés, mais nous les listons ici explicitement :
- H2O : eau
- NH3: ammoniaque
- CH4: méthane
Le méthane est le composé organique le plus simple. Les composés organiques sont des composés avec des atomes de carbone et sont nommés par un système de nomenclature distinct que nous présenterons dans une section distincte.
Points clés à retenir
- La formule chimique d'un simple composé covalent peut être déterminée à partir de son nom.
- Le nom d'un composé covalent simple peut être déterminé à partir de sa formule chimique.
