Nature des liaisons et règle de l'octet
La mécanique à maîtriser avant de passer aux exercices.
Avant de dessiner la moindre molécule, il faut savoir de quoi elle est faite : quel type de liaison assemble ses atomes, et combien d'électrons chaque atome cherche à s'entourer.
- Covalente : mise en commun d'un doublet liant, chaque atome fournissant un électron. Typique entre deux non-métaux d'électronégativités voisines (ex. , , ).
- Ionique : transfert total d'un ou plusieurs électrons d'un atome peu électronégatif (devient un cation) vers un atome très électronégatif (devient un anion). C'est l'attraction qui lie. Typique métal non-métal (ex. , ).
- Covalente de coordination (dative) : partage d'un doublet dont les deux électrons proviennent d'un seul atome (le donneur, qui a un doublet libre) vers un accepteur à case vide (ex. la liaison de ).
- Deux atomes identiques ou deux non-métaux voisins covalente.
- Un métal et un non-métal (grand écart d'électronégativité) ionique.
- Un atome à doublet libre qui se lie à un atome (ou ion) à case vide dative. Une fois formée, elle est identique à une covalente ordinaire.
Le nombre d'électrons de valence d'un atome est égal à son numéro de colonne :
Chaque atome cherche à s'entourer de 8 électrons (octet, configuration d'un gaz rare) — sauf et qui visent 2 électrons (duet). On compte autour d'un atome ses doublets non liants et ses doublets liants : chaque liaison apporte électrons à chacun des deux atomes.
- Lacune électronique (sous-octet) : le bore se contente de e (, ), le béryllium de e ().
- Octet étendu (hypervalence) : les éléments de la 3e période et au-delà (, , , , , …) peuvent dépasser e : (), ().
- En revanche , , , sont strictement limités à e.
: liaison covalente (un doublet partagé, un e de chaque ). : liaison ionique ( cède son e à + ). : trois liaisons covalentes une dative (le doublet libre de l'azote capte ).
« S'entourer de électrons » ne signifie pas « posséder électrons en propre » : les électrons liants sont comptés deux fois, une fois pour chaque atome de la liaison — d'où la possibilité de compléter deux octets en ne partageant qu'un doublet.