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Application aux molécules

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Objectif :

On a souvent tendance à affirmer qu'il y a de l'oxygène dans l'air. Le chimiste corrige en énonçant qu'il s'agit de dioxygène. Pourquoi l'oxygène n'est-il pas stable sous forme d'atome isolé et pourquoi entre-t-il dans la composition d'une molécule ?

1. La liaison covalente

Les règles du duet et de l'octet impliquent qu'un atome cherche à acquérir la configuration du gaz rare qui lui est le plus proche.
Pour réaliser cet objectif, il peut y avoir transfert d'électrons avec d'autres atomes (ionisation) mais il peut également y avoir partage d'un ou de plusieurs électrons externes avec d'autres atomes. Dans une liaison covalente entre deux atomes, chaque atome met en commun un électron. Ainsi, les deux électrons de la liaison appartiennent à chacun des atomes liés.

2. Formation de molécules

Lors de la formation de molécules à partir d'atomes isolés, on commence par définir la structure électronique de chaque atome. Une fois les couches externes identifiées, il faut définir le nombre d'électrons manquants pour que chaque atome respecte la règle du duet ou de l'octet.
Le nombre d'électrons manquants correspond ainsi au nombre de liaisons que l'atome doit faire pour respecter ces règles.

3. Exemples

► Le chlore Cl a pour noyau : .

Cet atome est constitué de Z = 17 protons donc 17 électrons. Son noyau contient également 18 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 35.

La répartition électronique est donc : (K)² (L)⁸(M)⁷.
La couche externe est la couche M : elle contient 7 électrons périphériques.

D'après la règle de l'octet, le chlore doit saturer sa couche externe pour obtenir la conﬁguration externe du gaz rare le plus proche à savoir l'argon de noyau : qui contient 18 protons donc 18 électrons soit une répartition (K)²(L)⁸(M)⁸.

L'atome de chlore doit donc gagner un électron. Il doit donc former une liaison covalente dans une molécule pour être stable.

► Le carbone C a pour noyau : .

Cet atome est constitué de Z = 6 protons donc 6 électrons. Son noyau contient également 6 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 12.
La répartition électronique est donc : (K)²(L)⁴.
La couche externe est la couche L : elle contient 4 électrons périphériques.

D'après la règle de l'octet, le carbone doit saturer sa couche externe pour obtenir la conﬁguration externe du gaz rare le plus proche à savoir le néon de noyau : qui contient 10 protons donc 10 électrons soit une répartition (K)²(L)⁸.

L'atome de carbone doit donc gagner quatre électrons. Il doit donc former quatre liaisons covalentes dans une molécule pour être stable.

L'essentiel

Un atome cherche à adopter la structure électronique externe du gaz rare qui lui est le plus proche. Au cours d'une réaction chimique, il peut y avoir échange et partage d'électrons au sein de liaisons covalentes entre atomes et formation de molécules.

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