Les schémas de Bohr montre le nombre d'électrons sur chaque niveau d'énergie alors que dans la structure de Lewis, on ne représente que les électrons de la couche supérieure. Ce sont ces électrons qui donnent à l'atome ses propriétés chimiques de liaisons.
Le carbone possède 4 électrons de valence. Il y a donc 4 électrons représentés dans la structure de Lewis. Le carbone doit obtenir 4 autres électrons pour compléter sa couche de valence. L'oxygène possède 6 électrons de valence. On place les électrons par couple sur chaque côté du symbole de l'élément. L'oxygène peut donc obtenir 2 électrons pour compléter sa couche. |
Orbitales
A chaque valeur de (n, l, m, s) correspond une orbitale atomique (voir tableau) Une orbitale est notée par la valeur de n suivi du nom de la sous-couche. Ainsi l'orbitale 2p correspond à n = 2 et l = 1. Il y a 6 orbitales possibles sur une orbitale atomique (OA) de type p, correspondant aux 3 valeurs de m x 2 valeurs de s. |
L'iodure de potassium est composé de potassium et d'iode. Le potassium est un alcalin avec un électron de valence et l'iode est un halogène avec 7 électrons de valence. L'iode capte l'électron du potassium pour compléter sa couche de valence. Il devient un ion I-. Le potassium qui cède son électron devient un ion K+. La formule chimique est donc le KI.
L'oxyde de sodium est composé d'oxygène et de sodium. L'oxygène possède 6 électrons de valence. Il aura donc besoin de 2 électrons pour compléter sa couche de valence et devenir un ion O2-. Le sodium, avec 1 électron de valence, cherchera à s'en débarrasser pour devenir un ion Na+. Il faudra donc deux ions Na+ pour fournir deux électrons à l'ion O2-. La formule chimique de l'oxyde de sodium est le Na2O.
Le chlorure de calcium est composé de chlore et de calcium. Le chlore possède 7 électrons de valence. Il aura donc besoin de 1 électron pour compléter sa couche de valence et devenir un ion Cl-. Le calcium, avec 2 électrons de valence, cherchera à s'en débarrasser pour devenir un ion Ca2+. Il faudra donc deux ions Cl1 pour accepter deux électrons de l'ion Ca2+. La formule chimique du chlorure de calcium est le CaCl2.
Le sulfate de potassium est composé de l'ion potassium K+ et d'ion sulfate SO42-. Par la même logique que pour les liaisons binaires, il faudra 2 ions K+ pour chaque ion SO42-. La formule du sulfate de potassium est donc le K2SO4.
L'hydroxyde de calcium est composé de l'ion calcium Ca2+ et d'ion hydroxyde OH-. Il faudra 2 ions OH- pour chaque ion Ca2+. La formule de l'hydroxyde de calcium est le Ca(OH)2. Dans ce cas, pour montrer que l'indice 2 est attribué à l'ion OH, on ajoute des parenthèses.
En haut, on montre que l'électron de valence du sodium passe à l'atome de chlore. En bas, dans le cadre, on montre la réaction chimique sous forme d'équation avec la notation de Lewis. La liaison entre les atomes de sodium et de chlore est représenté à droite de l'équation par l'ion Na+ lié à l'ion Cl-. Les deux ions sont entre crochets et l'électron du sodium est représenté par un cercle vide autour du symbole du chlore. Les niveaux d'oxydation sont représentés par les charges + et - en exposant.
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Pour illustrer ce type de liaison, prenons l'exemple du dioxyde de carbone composé des deux non-métaux que sont le carbone et l'oxygène, formant normalement des ions C4- et O2-. Le carbone cherche à compléter sa couche de valence en obtenant 4 électrons. L'oxygène, quant à lui, cherche à obtenir 2 électrons. Puisque les deux atomes cherchent à prendre des électrons de l'autre, il ne peut y avoir un atome qui donne et l'autre qui reçoit les électrons. Les deux atomes vont alors partager des électrons qu'ils mettent en commun pour les deux atomes. Le carbone met en commun 4 électrons et l'oxygène 2. chaque électron mis en commun par un atome doit se trouver en pair avec un électron mis en commun par l'autre atome. Il faudra 2 atomes d'oxygène pour chaque atome de carbone afin que cette règle soit respectée. Le CO2 est formé. Lorsque les deux atomes partagent ainsi des électrons, on dit que le composé est covalent.
Indice d'électronégativité
Comment savoir l'ordre des symboles dans la formule des composés covalents puisque les deux niveaux d'oxydation sont négatifs? En règle général, les éléments qui se trouve plus à gauche dans le tableau périodique se retrouve aussi à gauche dans la formule chimique. Mais ce n'est pas une règle absolue. En réalité, l'élément qui attire le plus les électrons (le plus négatif) est à droite dans la formule. Pour savoir quel élément attire le plus les électrons, on trouve l'indice d'électronégativité de l'élément. Ces indices sont donnés dans plusieurs tableaux périodiques. Le carbone a un indice d'électronégativité de 2,55. L'oxygène a un indice de 3,44. L'oxygène attirera plus les électrons que le carbone et on l'écrit à droite dans la formule. Par définition, un composé est covalent si la différence des indices d'électronégativité entre ses ions est inférieure ou égale à 1,6. Le tableau à droite montre le pourcentage de caractère ionique de liaisons selon la différence d'électronégativité entre les ions. La différence d'électronégativité entre le carbone et l'oxygène est de 0,89 (3,44-2,55). Selon le tableau, le dioxyde de carbone est donc un composé covalent polaire avec un pourcentage de caractère ionique d'environ 19%. Un composé covalent polaire signifie que même si les deux ions se partagent des électrons, l'ion oxygène tire plus fortement les électrons que l'ion carbone. Ceci crée un léger déséquilibre dans les charges et la molécule aura tendance à être légèrement négative près de l'oxygène et légèrement positive près du carbone. Le dioxyde de carbone est donc légèrement «polarisé». |
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Les composés chimiques et les liaisons | |
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les_composés_ioniques_-_exercice_-_solution.pdf | |
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