1-Définitions:

Les atomes se lient entre eux pour former des molécules. Ces atomes peuvent être identiques...

O + O -->O2

- ou être différents : dans ce cas ils forment des composés.

O + C + O -->CO2 ( le gaz carbonique)

2- Liaisons chimiques:

Nature du problème:
Les atomes ayant leur couche externe saturée à 8 électrons ne réagissent pas avec un autre atome, alors que ceux dont la couche externe a moins de 8 électrons peuvent réagir avec les autres atomes (NB: tenir compte du cas particulier de l'hydrogène).

D'où la règle de l'octet: Les atomes ayant plus d'une couche ont tendance à réagir avec d'autres atomes pour combler leur couche externe à 8 électrons. Ce qui leur permet d'atteindre un état stable.

Remarque : l'atome d'hydrogène a une seule couche électronique (n=1) qui porte un électron. Parfois cet atome peut perdre cet électron et il ne lui restera qu'un proton. Il devient un proton (H+) car l'atome d'hydrogène n'a pas de neutron.

a- liaisons ioniques:

Dans une liaison ionique il y a transfert d'électron(s) d'un élément vers un autre. Autrement dit, il y a des donneurs et des accepteurs d'électrons.

ex 1: le Sodium (Na) a 11 électrons au total répartis comme suit:

• sur couche K : 2 électrons,
• sur la couche L : 8 électrons,
• sur la couche M : 1 électron ( c'est la couche la plus externe)

Représentation de l'atome de Na :

Pour atteindre un état stable, le Na aura tendance à céder son électron unique de la couche M. La couche L étant déjà saturée à 8 électrons deviendra la couche externe plus stable. D'où le Sodium est un donneur d'électrons.

ex 2: le Chlore ( Cl) a 17 électrons au total.

• sur la couche K : 2 électrons
• sur la couche L: 8 électrons
• sur la couche M: 7 électrons. Cette couche aura donc tendance à accepter un électron supplémentaire pour combler cette couche à 8 électrons, ce qui confère la stabilité. D'où le Chlore est un accepteur d'électrons.

représentation du Chlore:

Ces phénomènes de transferts d'électrons se traduisent en même temps par un déséquilibre dans la répartition des charges de chacun des 2 atomes:

• le Na qui a perdu un électron (chargé négativement) aura plus de protons que d'électrons. Donc il acquiert une charge positive.
• le Cl qui a accepté un électron (chargé négativement) aura plus d'électrons que de protons. Donc il acquiert une charge négative.

Ces éléments chargés sont appelés des ions. Un ion est un atome ou un composé qui

• aurait gagné un ou plusieurs électrons ( il devient un ion négatif ou anion) ou
• aurait perdu un ou plusieurs électrons ( il devient un ion positif ou cation)
• aurait perdu un ou des électrons.

Un principe de base à rappeler

Des charges électriques de même nature se repoussent. Des charges électriques opposées s'attirent.

Appliquons ce principe au cours de la formation du Chlorure de Sodium (NaCl) ( sel de table) : Na+ et Cl- s'attirent.

Si on met le sel dans l'eau, les ions sont séparés les uns des autres. On dit que le sel est dissout car les composés ioniques sont dissociés.

ex 3 : autres ions

• K+ (perte d'un électron)
• Ca++ (perte de 2 électrons)
• Mg++ (perte de 2 électrons)

b- liaisons covalentes : il y a liaison covalente quand deux atomes partagent certain(s) de leurs électrons. Ils mettent en commun leurs électrons pour compléter leurs couches externes respectives à 8, et acquérir une stabilité.

Les électrons libres de la couche externe d'un atome établissent une liaison covalente avec ceux des électrons libres d'un autre atome.

ex: H2O

L'oxygène partage une paire d'électrons avec chaque atome d'hydrogène et de ce fait établit une liaison covalente avec chacun des 2 d'hydrogènes.

Les liaisons covalentes peuvent être :

• simples : intéressant juste une paire d'électrons H-H -->H2
• doubles : 2 paires d'électrons O=O -->O2
• triples : 3 paires d'électrons : N=N --> N2

Quand le partage des électrons est équitable (i.e. égal), on a une liaison covalente non polaire

Quand le partage des électrons est inéquitable, on a alors une liaison covalente polaire. Dans ce cas on obtient alors une molécule polaire.

ex. la molécule d'eau ( H2O)

H. .O. .H -->H ..O.. H -->H+ ..-O..- H+

O est plus volumineux que H et a tendance à attirer plus fortement l'électron vers lui. Ce qui se traduit par une nouvelle répartition des charges comme suit:
O devient électronégatif et H électropositif.

Les liaisons covalentes forment des liaisons fortes, résistantes et stables. Leur énergie de liaison est de 50 à 100 Kcal alors que celle des liaisons ioniques est faible, de l'ordre 5 Kcal. Donc elles sont plus facile à briser.

c- autres liaisons :

-liaison hydrogène : ce mode de liaison survient quand un H est partagé entre 2 atomes électronégatifs généralement.

Ainsi donc chaque molécule d'eau a le potentiel de se lier simultanément par pont hydrogène à 4 autres molécules d'eau. Il faut préciser que cette liaison est faible (énergie de liaison= 4-5 Kcal/mol.).

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Résumé des forces de liaisons:

Types de liaisons	Énergie de liaison ( Kcal/mol.)
liaison ionique	10
liaison hydrogène	4-5