Chimie: Liaisons Intramoléculaires et Schémas de Lewis

Liaison Chimique

• La liaison chimique est la force qui maintient les atomes ensemble dans les molécules et les composés.

Liaisons Intramoléculaires

• Les liaisons intramoléculaires sont les forces qui unissent les atomes au sein d'une même molécule.
• Ces liaisons sont déterminées par les électrons de valence.
• La valence d'un atome représente le nombre maximal de liaisons qu'il peut former, basé sur sa configuration électronique externe.
• Une valence 1 correspond à 1 liaison, tandis qu'une valence 4 correspond à 4 liaisons.
• Une liaison entre deux atomes est générée par la mise en commun d'un doublet d'électrons.

Schéma de Lewis

• Le schéma de Lewis représente la distribution des électrons de valence d'un atome ou d'une molécule.
• Il est déduit de la configuration électronique externe des atomes.

Exemples de Valence et Schémas de Lewis

• Les éléments alcalino-terreux (groupe IIA) ont une valence de 2.
• Les éléments du groupe du bore (groupe IIIA) ont une valence de 3.
• Les éléments du groupe du carbone (groupe IVA) ont une valence de 4.

Nature des Liaisons Chimiques

• Liaison covalente: La mise en commun d'un ou plusieurs doublets d'électrons entre deux atomes (avec des électronégativités similaires).

  • On distingue les liaisons covalentes simples et multiples.
  • Règle de l'octet: Chaque atome cherche à entourer lui-même de 8 électrons de valence pour atteindre la configuration d'un gaz rare (stable).
  • Exemples: H₂O, NH₃

• Exception à la règle de l'octet: Certains atomes, comme le bore (BH₃) ou le béryllium (BeCl₂), ne respectent pas la règle de l'octet.

• Liaisons covalentes multiples: impliquées de plusieurs liaisons entre deux atomes

  • Liaison σ (sigma): recouvrement axial des orbitales atomiques.
  • Liaison π (pi): recouvrement latéral des orbitales atomiques.

• Liaison dative (ou coordinative): Un atome fournit un doublet d'électrons à un autre atome possédant une lacune électronique. La liaison est indiscernable de la liaison covalente. Exemples SO₂ et NH₄⁺.

Liaisons Ioniques

• Une liaison ionique est la force d'attraction entre un cation (atome chargé positivement) et un anion (atome chargé négativement).
• Généralement établie entre des métaux alcalins et alcalino-terreux (électropositifs) et des halogènes ou oxygène (électronégatifs).
• Exemple: NaCl, CaO

Moment Dipolaire

• Un moment dipolaire se produit lorsque deux atomes dans une molécule ont des électronégativités différentes, ce qui crée des pôles positifs et négatifs partiels.
• Le moment dipolaire est mesuré en debye (D).

Hybridation Moléculaire

• L'hybridation est un réarrangement des orbitales atomiques pour former des orbitales hybrides mieux adaptés à la formation des liaisons dans une molécule.
• Les types d'hybridation comprennent sp³, sp², et sp.

Géométrie des Molécules

• Les règles de Gillespie font référence aux répulsions des paires d'électrons de valence pour le prédire.
• La géométrie des petites molécules peut être déterminée par la forme AXmEn

Caractéristiques de l'Atome Central

• L'index le plus faible
• La valence la plus élevée
• Le moins électronégatif

Interaction entre Doublets Liant et Non Liant

• Les interactions entre les doublets liants (DL) et les doublets non liants (DNL) affectent l'angle de liaison dans les petites molécules.

Moment Dipolaire Moléculaire

• La résultante du moment dipolaire d'une molécule est la somme vectorielle de tous les moments dipolaires des liaisons.

Liaisons Intermoléculaires

• Liaisons hydrogènes: liaison entre un atome d'hydrogène lié à un atome électronégatif (N, O, F) et un autre électronégatif dans une molécule (ou de la même molécule), très fortes.
• Liaisons de Van der Waals:
  • Keesom: entre molécules polaires avec un moment dipolaire permanent.
  • Debye: entre une molécule polaire et une molécule apolaire.
  • London: entre molécules apolaires ou polaires à cause des variations de la densité électronique (dipôle instantané)