Les liaisons chimiques dans les molécules

Chimie 534        Chapitre 1        2nd QC SPC

Chapitre.1 Les liaisons chimiques dans les molécules

Rappels :

1. Les couches électroniques

Les atomes possèdent un nombre différent d’électrons, qui se répartissent dans des couches différentes selon l'énergie qu'il faut fournir pour les extraire de l'atome. Les électrons, qui nécessitent la même énergie pour être extraits de l'atome, appartiennent au même niveau d'énergie.

La structure électronique d'un atome se compose de différentes couches. Les électrons sont répartis dans ces couches, appelées couches électroniques. Chaque couche électronique est déterminée par un nombre n, et les atomes sont rangés dans la classification selon les couches remplies d’électrons.  

• La première couche où n = 1, (ou couche K), correspond à la première ligne (période) de la classification, celle des atomes H et He.
• La deuxième couche où n = 2 , (ou couche L), correspond à la 2ème période des éléments Li, Be, B, C, N, O, F et Ne.
• La troisième couche où n = 3, (ou couche M), correspond à la 3ème période des éléments Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl et Ar.  

        B-  Régles de répartition des électrons

*Première règle: Chaque couche électronique contient un nombre limité d'électrons : la couche de numéro n contient au maximum 2n² électrons ( principe de Pauli).

Une couche est dite′′saturée′′si elle contient son nombre maximum d’électrons.

*Deuxième règle: règles de remplissage des couches électroniques.

Dans un atome ou dans un ion monoatomique situé dans son état le plus stable (atome ou ion sans interaction avec d’autres atomes ), appelé ′′ état fondamental ′′, les électrons se répartissent sur des couches. Chaque couche est elle-même constituée de sous-couches correspondant à des niveaux d’énergie différents. Ces sous-couches sont notées s, p, d, f et ne peuvent chacune ne contenir qu’un maximum d’électrons :

Pour       s : 2 électrons         p :  6 électrons         d : 10 électrons       f : 14 électrons

La configuration électronique d’un atome décrit la répartition de ses électrons sur les différentes sous-couches de chaque couche. Cependant il existe une règle de remplissage des électrons :

Couches                  Sous-couche                                                

[pic 1]n = 1                                                                      

n = 2

n = 3                                        n

n = 4

n= 5

La dernière couche occupée par des électrons est appelée ′′ couche externe ′′ : les électrons de la couche externe sont appelés ′′électrons périphériques ′′ ou "électrons de valence". Les autres couches sont appelées ′′ couches internes" et les autres électrons sont dits  "électrons de cœur".

Remarque importante: ce sont seulement les électrons périphériques qui participent aux transformations chimiques.

Structure en duet, structure en octet

Un atome ou un ion qui a deux électrons sur sa couche externe a une structure en duet.

Un atome ou un ion qui a huit électrons sur sa couche externe a une structure en octet.

Règles de stabilité

Pour Z ≤ 18, les atomes qui n’ont pas la structure en duet ou en octet captent, cèdent ou mettent en commun des électrons pour l’acquérir.

1. MODELE DE LEWIS

1.  Principes de base du modèle de Lewis

• Énoncé n°1 : Le modèle de Lewis ne s’intéresse qu’aux électrons périphériques des atomes, c’est-à-dire aux électrons de la dernière couche électronique de chaque atome.

• Énoncé n°2 : Dans une molécule, les atomes sont liés par des liaisons chimiques covalentes.

2.  Définition de la liaison chimique covalente

Deux atomes liés par une liaison chimique covalente mettent en commun 1 électron chacun. Ces deux électrons mis en commun sont localisés entre les deux atomes ; on représente ces 2 électrons par un trait entre les symboles des 2 atomes : exemple H—H.

3.  Doublet non liant et doublet liant

Dans les molécules habituelles, tous les électrons sont groupés par paires. Quand une paire d’électrons constitue une liaison chimique covalente, c’est un doublet liant, sinon, c’est un doublet non liant (appelé aussi doublet non partagé).

On convient de représenter un doublet d’électrons par un trait “ — ”. Un doublet liant, c’est-à-dire une liaison chimique covalente est donc représentée par un trait entre les symboles de 2 atomes, et un doublet non partagé est représenté par un trait à côté du symbole d’un atome.

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