Notes sur les liaisons chimiques : définition, types, diagrammes, exemples (2024)

Le modernetableau périodiquese compose actuellement de plus de cent douze éléments. Ces éléments se combinent mutuellement pour donner un grand nombre de composés. La formation d'un composé implique la combinaison de deux atomes ou plus dans un ensemble spécifique de conditions. En savoir plus sur la liaison chimique dans cet article.

Pourquoi les atomes se combinent-ils ?

Dès le début, c'était une question pertinente dans l'esprit des chimistes : pourquoi les atomes se combinent-ils et quel type de forces existent entre deux atomes, qui les maintiennent ensemble ? La loi de la nature est qu'un système instable a un besoin fondamental d'acquérir la stabilité. La loi a aidé les chimistes à comprendre pourquoi les atomes se combinent

ensemble. Les gaz inertes n'entrent normalement pas danscombinaisons chimiques. Leurs atomes possèdent une configuration électronique stable. Le reste des atomes du tableau périodique manque d'instabilité. Par conséquent, ils essaient en quelque sorte d'acquérir une stabilité dans leur configuration électronique. Cette tendance fondamentale les oblige à entrer dans des combinaisons chimiques. Lorsque deux atomes se combinent, ils essaient d'acquérir une configuration électronique stable en donnant, en prenant ou en partageant des électrons et en établissant ainsi une sorte de force de liaison ou de liaison chimique entre eux.

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Qu'est-ce qu'une liaison chimique ?

Une liaison chimique est une attraction interatomique qui maintient les deux atomes ensemble. Les molécules et les ions peuvent également être maintenus ensemble avec une attraction intermoléculaire et interionique. Ces attractions peuvent également être appelées liaisons chimiques. La force d'attraction qui maintient les deux atomes ou ions ensemble dans une molécule s'appelle une liaison. La liaison chimique peut être de nature ionique, covalente, métallique ou moléculaire.

Cause de la combinaison chimique

Les facteurs qui obligent les atomes à se combiner sont les suivants.

Tendance à acquérir de la stabilité

• C'est la loi de la nature qu'un système instable ou moins stable a un besoin fondamental d'acquérir la stabilité.
• L'état le plus stable d'un système correspond à l'état d'énergie minimale. Par conséquent, chaque système de cet univers a tendance à se comporter de manière à atteindre une énergie minimale et une stabilité maximale. Par exemple, l'eau s'écoule toujours d'un niveau supérieur vers un niveau inférieur.
• En effet, l'énergie potentielle correspondant à un niveau inférieur est inférieure à celle du niveau supérieur.
• La théorie de la liaison chimique révèle que la formation d'une liaison chimique implique une diminution de la combinaison pour atteindre un état d'énergie potentielle plus faible du système.
• C'est pourquoi deux atomes s'énergisent et acquièrent ainsi plus de stabilité. En d'autres termes, la formation d'une liaison chimique entre eux conduit les deux atomes à se combiner uniquement lorsque l'énergie potentielle du système diminue.

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Tendance à acquérir une configuration de gaz noble

Les gaz nobles n'ont pratiquement aucune tendance à former des liaisons chimiques et à entrer dans des combinaisons chimiques. Cela implique que ces gaz sont stables.

L'hélium, le premier gaz rare, contient deux électrons dans sa couche de valence. La coque (coque K) ne peut pas accueillir plus de deux électrons. Par conséquent, la couche de valence dans l'hélium est complète et l'hélium possède une configuration électronique stable.

D'autres gaz nobles ont une configuration ns ^ 2 np ^ 6 pour leurs coquilles de valence. Cette configuration est également stable selon le schéma Bohr – Bury.

Ainsi, on peut conclure que tous les gaz nobles sont déjà dans un état de stabilité maximale et n'entrent donc pas dans des combinaisons chimiques dans des conditions normales.

Leur stabilité est si importante qu'ils ne forment même pas de molécules diatomiques et existent sous forme d'atomes gazeux monoatomiques.

La configuration électronique de la couche de valence des autres atomes est assez différente de celle des gaz nobles.

Leurs coquilles de valence (coquilles les plus externes) possèdent moins de huit électrons.

Cela signifie que la configuration électronique de tous les autres atomes est moins stable que celle des gaz nobles.

Puisqu'un système atomique fait également partie de l'univers et a une tendance fondamentale à acquérir la stabilité, c'est-à-dire un état d'énergie minimale, il participe à la combinaison chimique pour acquérir une configuration électronique stable similaire à celle de son gaz noble le plus proche. Au cours de la combinaison chimique, un atome tente d'atteindre la configuration de gaz rare en perdant, en gagnant ou en partageant des électrons avec d'autres atomes. La formation d'une liaison chimique entre les deux atomes entraîne une diminution de l'énergie potentielle du système et le système se stabilise.

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Types de liaisons chimiques

Il existe quatre types de liaisons chimiques essentielles à l'existence de la vie :Des liaisons ioniques, liaisons covalentes, liaisons métalliques et liaisons hydrogène.

Liaison ionique

La liaison ionique est un type de liaison chimique qui implique l'attraction électrostatique entre des ions chargés de manière opposée, ou entre deux atomes avec des électronégativités très différentes, et est la principale interaction se produisant dans les composés ioniques.

Exemple:NaCl, NaF.

Une liaison covalente

UNune liaison covalenteest une liaison chimique qui implique le partage de paires d'électrons entre les atomes. Ces paires d'électrons sont appelées paires partagées ou paires de liaison, et l'équilibre stable des forces attractives et répulsives entre les atomes, lorsqu'ils partagent des électrons, est appelé liaison covalente.

Exemple:molécule d'hydrogène, molécule de dioxyde de carbone.

Lien métallique

La liaison métallique est un type de liaison chimique qui résulte de la force d'attraction électrostatique entre les électrons de conduction et les ions métalliques chargés positivement. Il peut être décrit comme le partage d'électrons libres au sein d'une structure d'ions chargés positivement.

Exemple : Cuivre, Magnésium.

Liaison hydrogène

Une liaison hydrogène est une force d'attraction principalement électrostatique entre un atome d'hydrogène qui est lié de manière covalente à un atome ou un groupe plus électronégatif, et un autre atome électronégatif portant une seule paire d'électrons - l'accepteur de liaison hydrogène.

Exemple : eau, chloroforme

Approche de Kossel et Lewis de la liaison

Kossel et G.N. Lewis a visualisé que les gaz rares ne participent pas aux réactions chimiques dans des conditions ordinaires et a conclu que la configuration électronique des atomes de gaz rares est stable. Sur cette base, ils ont proposé une théorie de la valence connue sous le nom de théorie électronique ou valence en 1916.

Selon Kossel et Lewis, lors de la formation d'une liaison chimique, les atomes se combinent en gagnant, perdant ou partageant des électrons de telle sorte qu'ils acquièrent une configuration de gaz rare stable.

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Règle de l'octet

Comme mentionné précédemment, les gaz nobles (à l'exception de l'hélium) possèdent une configuration électronique générale ns ^ 2 np ^ 6 dans leur couche de valence et existent sous forme de gaz monoatomiques.

Ils n'entrent pas dans des combinaisons chimiques dans des conditions normales. Ces observations impliquent qu'une couche de valence contenant huit électrons (ns^2 np^6) est particulièrement stable. Étant donné que tous les autres atomes ont un besoin fondamental d'atteindre la configuration des gaz nobles, ils gagnent, perdent ou partagent des électrons jusqu'à ce que leur couche de valence contienne huit électrons. Cela a conduit Lewis à former une règle connue sous le nom de règle de l'octet. La règle peut être énoncée comme suit,

La règle de l'octet est énoncée comme, lors de la formation d'une molécule, un atome d'un élément particulier gagne, perd ou partage des électrons jusqu'à ce qu'il acquière une configuration électronique stable de huit électrons dans sa couche de valence.

La règle de l'octet s'avère très utile pour expliquer la valence normale des éléments et dans l'étude de la combinaison chimique des atomes conduisant à la formation de molécules. Cependant, il convient de noter que la règle de l'octet n'est pas valable pour les atomes H et Li. Ces atomes ont tendance à n'acquérir que deux électrons dans leur couche de valence similaire à celle de l'hélium.

Électrons de Valence et structure de Lewis

Lors de la formation d'une molécule, deux atomes sont maintenus ensemble par une force d'attraction électrostatique. Les forces attractives responsables du maintien des atomes ensemble sont les forces électrostatiques entre les électrons et les noyaux. Cependant, tous les électrons d'un atome ne participent pas à la formation de liaisons chimiques entre les atomes qui se combinent. Les électrons de la couche interne sont bien protégés et ne participent généralement pas à la formation de liaisons chimiques. La formation d'une liaison chimique entre deux atomes n'implique que les électrons présents dans leurs coquilles les plus externes. Les électrons présents dans la couche la plus externe (couche de valence) d'un atome sont appelés électrons de valence.

Gilbert Newton Lewis, un chimiste américain, a introduit une notation simple pour désigner les électrons de valence dans un atome. Ces notations sont appelées symboles de Lewis ou symboles de points d'électrons. Dans ces symboles, seuls les électrons de valence sont représentés par des points entourant le symbole de l'élément donné.

Par exemple, les symboles de Lewis des éléments des première et deuxième périodes peuvent s'écrire comme suit.

Le nombre de points dans un symbole de Lewis représente le nombre d'électrons de valence possédés par l'atome.

Puisque les électrons de valence sont liés à la valence de l'atome, une idée de la valence de l'élément peut être obtenue par le nombre de points présents dans un symbole de Lewis. La valence des éléments de la première période est égale à deux moins le nombre de points, alors que, pour les autres éléments, elle est soit égale au nombre de points du symbole de Lewis, soit égale à huit moins le nombre de points.

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