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La Liaison Chimique

Rappel :

Les métaux ont une faible électronégativité et les non-métaux ont une forte électronégativité.

I/La liaison chimique, pourquoi ?

   1/Remarques.

La distance des produits chimiques est justifiée par l'existence de liaisons entre les atomes.

   2/Définition.

La liaison chimique permet de lier des atomes entre eux de même nature ou de nature différente de façon à former des composés chimiques ou des molécules selon la nature de la liaison plus stable que les atomes seuls.

Remarque : Du point de vue énergétique, il y a formation d'une liaison chimique si l'énergie d'un groupe d'atome lié est inférieur à la somme des énergie des atomes individuels. Il existe donc une distance minimale appelée longueur de liaison à laquelle l'énergie de l'édifice est la plus faible.

   3/Les grandes classes de liaisons.

Il existe deux types de liaisons :

   - Les Liaisons Interatomiques : elles sont fortes au sens énergétique entre les atomes qui permettent de former l'édifice.

   - Les Liaisons Intermoléculaires : elles sont faibles entre les entités qui permettent d'assurer la cohésion dans le solide ou le liquide.

II/Les Liaisons Interatomiques : les différents types.

   1/La Liaison Chimique : Principe et Formation.

La Liaison chimique entre les deux atomes est constituée de deux électrons. Les électrons sont apportés par chacun des éléments ou par l'un des deux. Dans les deux cas, chaque élément tendra à prendre une configuration électronique stable c'est-à-dire une configuration présentant une couche de valence saturée c'est-à-dire la configuration du gaz rare le plus proche.

   2/Association Métal - Non Métal : Liaison Ionique.

M représente un Métal et NM représente un Non métal.

Par définition, la liaison ionique correspond aux transferts d'électrons du métal au non métal. Le métal devient Mn+ et le non métal devient NMn-.

Il y a donc formation d'un composé ionique neutre.

   3/Association Non Métal-Métal : Liaison Covalente.

Le partage des électrons s'établit de façon à ce que les atomes non métalliques ait leur couche de valence saturée. Le doublet de liaison est localisé entre les deux atomes. C'est une liaison dirigée. Les molécules covalentes ont des formes particulières.

Liaison Dative :

Le doublet de liaison est apporté par le seul élément possédant un doublet d'électrons libre.

 

Remarque : Propriété particulière de la liaison covalente : La Polarité.

Si les atomes qui composent la liaison covalente ont des électronégativités différentes, le doublet d'électron n'est pas localisé à mi distance des deux noyaux, la liaison est polarisée ou dite polaire. Le doublet d'électron est déplacé vers l'élément le plus électronégatif.

 

La molécule HF possède un moment dipolaire noté µHF qui est représenté par un vecteur qui est toujours dirigé vers l'élément le plus électronégatif.

 

 

   4/ Association Métal-Métal.

les électrons de valence sont partagés et mis en commun entre les atomes métalliques mais ne sont pas localisés entre ses deux atomes.

   5/Remarques générales.

Il n'y a pas de frontière nette entre la liaison ionique et la liaison covalente. Toutefois, une bonne règle empirique dit qu'une différence d'électronégativité d'environ 2 signifie que la liaison a un caractère ionique. Pour des différences d'électronégativité inférieurs à 1.5, la description covalente est la plus fiable.

III/Relation propriétés physico-chimiques - liaisons chimiques.

   1/Généralités.

La cohésion entre les molécules au sein de la matière fait intervenir des forces intermoléculaires. Ses forces sont responsables de l'agrégation des constituants d'une substance et permettent de comprendre la grande différence existant entre les états solide, liquide et gazeux d'une molécule.

   2/Les solides ioniques ou composés ioniques.

les solides ioniques (ou composés ioniques) peuvent être décrit à l'état solide par un empilement d'ions (des anions et des cations) dans les trois directions de l'espace. Les ions s'attirent par des intéractions électrostatiques fortes, la charge positive attirée par la charge négative. L'arrangement des ions est décrite par des structures cristallines. Les solides ioniques sont des composés stables, leurs températures de fusion sont élevées puisqu'ils sont assez difficile à casser.

    3/Les solides covalents ou solides moléculaires.

Les solides covalents (ou solides moléculaires) sont constitués de molécules covalentes liées entre elles par des forces intermoléculaires. Ses forces intermoléculaires sont fortement dépendantes de la nature des atomes constituant la molécule. Elles sont de plus faible énergie que les liaisons interatomiques dans la molécule. On peut classer les liaisons intermoléculaires en deux grands groupes :

   - La Liaison Hydrogène (la plus connue) correpond à l'intéraction entre un atome d'Hydrogène d'une molécule et un atome fortement électronégatif tel que le Fluor, l'Oxygène, l'Azote d'une autre molécule. Les molécules le présentant sont : HF, H2O, NH3.

 

   - Les forces de Van der Waals : Ses forces rassemblent les intéractions de type dipole-dipole et permettent l'orientation des molécules polaires les unes par rapport aux autres de façon à favoriser les intéractions électrostatiques entre deux molécules polaires.

Remarque : La liaison Hydrogène est de plus forte énergétique que la force de Van der Waals. Les liaisons interatomiques telle que la covalente est de plus forte énergie que celle de l'Hydrogène et que la force de Van der Waals.

L'influence des forces intermoléculaires sur les températures de changements d'état sont directement dépendantes de la nature des forces intermoléculaires, plus ses forces sont faibles plus la température d'ébullition est basse.

 

 

   4/Les solides atomiques : formés d'un seul type d'atome.

      1/Solides Covalents.

Les solides covalents possèdent des liaisons covalentes entre les atomes. Ce sont des liaisons fortes et orientées qui conduisent à la formation de molécules géantes qui sont en général des matériaux mauvais conducteurs thermiques et électriques.

 

      2/Solides métalliques.

Les solides métalliques sont constituées de liaisons covalentes non orientées. Les électrons sont délocalisés sur l'ensemble des atomes. La structure de ses solides correspond à un empilement d'atome dans les trois directions de l'espace conduisant à une structure cristalline engendrant des propriétés physico-chimiques. Ses solides sont maléables, bons conducteurs électriques et thermiques avec une température de fusion généralement élevée.

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