- Dans cet article, nous allons voir des exemples de molécules avec des liaisons covalentes que nous rencontrons dans notre vie quotidienne.
- Nous verrons des exemples de molécules à liaisons covalentes avec lesquelles le corps humain interagit régulièrement.
- Nous verrons également des exemples d'éléments qui forment des molécules avec des liaisons covalentes, ainsi que des macromolécules avec des liaisons covalentes.
- Nous examinerons ensuite d'autres exemples de liaisons covalentes dans des composés simples.
Structures de Lewis pour les liaisons covalentes
La meilleure façon de représenter les liaisons covalentes est de dessiner des structures de Lewis. Dans l'article Liaison covalente, tu as appris à dessiner la formule affichée d'une molécule. Les structures de Lewis peuvent être dessinées en montrant les paires d'électrons solitaires sur chaque atome de la formule affichée d'une molécule.
Les paires d'électrons solitaires sont des électrons de l'enveloppe externe d'un atome qui ne participent pas à la formation d'une liaison. Elles sont simplement représentées par deux points.
Structure de Lewis d'une molécule d'eau StudySmarter Originals
Voici la structure de Lewis d'une molécule d'eau,H2O. Les lignes représentent les liaisons simples entre les atomes d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). Les deux paires de points représentent deux paires d'électrons solitaires. Maintenant que nous savons comment dessiner et lire la structure de Lewis de n'importe quelle molécule, examinons quelques exemples de molécules comportant des liaisons covalentes.
Exemples de liaisons covalentes dans la vie quotidienne
Nous rencontrons tous les jours des substances dont les molécules sont liées par des liaisons covalentes. Par exemple, l'air qui nous entoure est composé à 78 % d'azote gazeux (N2). Nous le respirons en permanence alors qu'il n'est pas du tout utilisé pour la respiration.
Structure de Lewis de l'azote | StudySmarter Originals
L'azote a la configuration électronique [He] 2s2 2p3. Il possède 5 électrons dans son enveloppe externe. Pour compléter son octuor, un atome d'azote forme une triple liaison avec un autre atome d'azote. Cela laisse une paire d'électrons solitaires sur chaque atome d'azote.
Liaison covalente du monoxyde de carbone
Ta maison est probablement équipée d'un détecteur de monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone, CO, est un gaz toxique qui est également inodore. C'est pourquoi il est nécessaire d'installer des capteurs dans les maisons pour détecter d'éventuelles fuites. Le monoxyde de carbone est utilisé dans les chaudières.
Structure de Lewis du monoxyde de carbone avec liaison dative StudySmarter Originals
Le carbone a la configuration électronique de [He] 2s2 2p2, tandis que l'oxygène a [He] 2s² 2p⁴. Le carbone a 4 électrons dans son enveloppe extérieure, et l'oxygène en a 6. En formant une double liaison, l'oxygène complète son octuor, mais le carbone n'a toujours que 6 électrons après avoir formé une double liaison. L'oxygène donne donc l'une de ses paires d'électrons solitaires au carbone, formant ainsi une liaison de coordination / liaison dative. La liaison dative est représentée par la flèche dans la structure de Lewis.
Liaison covalente du chlore
Le chlore (Cl2) est un autre exemple de substance comportant des liaisons covalentes. Sens-tu une odeur familière chaque fois que tu vas te baigner dans une piscine ? Le chlore est utilisé comme désinfectant dans les piscines. Le chlore est également utilisé comme agent de blanchiment et pour fabriquer des pesticides.
Chlorine - Structure de Lewis | EtudeSmarter Originals
Le chlore a la configuration électronique de [Ne] 3s² 3p⁵. Il possède 7 électrons dans son enveloppe de valence et n'a besoin que d'un seul autre pour compléter son octuor. Par conséquent, deux atomes de chlore forment une seule liaison covalente et se retrouvent avec 3 paires d'électrons solitaires chacun.
Exemples de liaisons covalentes dans le corps humain
Il existe de nombreuses substances avec lesquelles ton corps interagit à chaque seconde. Par exemple, l'oxygène que tu respires est une molécule avec des liaisons covalentes.
Structure de Lewis de l'oxygène | StudySmarter Originals
Tu sais déjà que l'oxygène, O2, a 6 électrons dans sa coquille externe et qu'il lui en faut 2 de plus pour compléter son octuor. Deux atomes d'oxygène s'assemblent pour former une double liaison et compléter leur octet. Il y a deux paires d'électrons solitaires sur chaque atome d'oxygène.
Liaison covalente du dioxyde de carbone
Tu inspires de l'oxygène et tu expires du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone,CO2, est également une molécule à liaisons covalentes.
Structure de Lewis du dioxyde de carbone | StudySmarter Originals
Dans l'exemple du monoxyde de carbone, tu as vu que l'oxygène devait donner une paire d'électrons au carbone pour que l'octet de carbone soit complet. Dans une molécule de dioxyde de carbone, le carbone forme des liaisons covalentes doubles avec deux atomes d'oxygène. Il n'y a donc pas de liaisons datives dans le dioxyde de carbone.
Liaison covalente de l'acide chlorhydrique
Le système digestif du corps humain sécrète du suc gastrique pour digérer les aliments. Le suc gastrique est très acide car une grande partie est constituée d'acide chlorhydrique (HCl), également appelé chlorure d'hydrogène.
Structure de Lewis du chlorure d'hydrogène | StudySmarterOriginals
Le chlorure d'hydrogène est un acide fort et une molécule covalente. Tu sais déjà que le chlore possède 7 électrons dans sa couche de valence et qu'il n'en a besoin que d'un seul pour compléter son octuor. L'hydrogène a la configuration électronique 1s1. Rappelle que l'orbitale 1s ne peut prendre que 2 électrons au maximum. Par conséquent, l'hydrogène n'a également besoin que d'un seul électron pour avoir une configuration électronique stable. L'hydrogène et le chlore forment donc une seule liaison covalente.
Exemples de liaisons covalentes : Éléments
Examinons quelques éléments qui existent sous forme de molécules avec des liaisons covalentes.
L'hydrogène est le premier élément du tableau périodique qui existe sous forme de gaz avec la formule moléculaireH2. L'hydrogène est un gaz hautement inflammable.
Structure de Lewis de l'hydrogène | StudySmarter Originals
L'hydrogène ne possède qu'un seul électron. L'orbitale la plus externe de l'hydrogène est 1s, dans laquelle il ne peut y avoir que 2 électrons au maximum. Par conséquent, l'hydrogène n'a besoin que d'un seul électron supplémentaire pour que son orbite électronique externe soit entièrement remplie et qu'il soit stable. Par conséquent, deux atomes d'hydrogène forment une seule liaison covalente.
Liaison covalente du soufre
La molécule de soufre est assez intéressante. Le soufre élémentaire existe sous forme de S8, formant une structure en forme de couronne.
Structure de Lewis du soufre | StudySmarter Originals
Le soufre a la configuration électronique de [Ne] 3s² 3p⁴. Il possède 6 électrons dans sa coquille la plus externe et a besoin de 2 électrons supplémentaires pour compléter son octuor. Tu dois te demander pourquoi le soufre ne forme pas une molécule diatomiqueS2 comme l'oxygène. C'est parce que le soufre ne forme généralement pas de double liaison avec lui-même en raison de son grand rayon atomique.
Liaison covalente du phosphore
Le phosphore porte le numéro atomique 15 dans le tableau périodique. Sa configuration électronique est [Ne] 3s² 3p³ . Le phosphore blanc existe sous la forme d'une structure tétraédrique dont la formule chimique est P4.
Structure de Lewis du phosphore blanc | StudySmarter Originals
Une structure tétraédrique est celle d'une pyramide. Peux-tu voir une pyramide dans la structure de Lewis du phosphore dessinée ci-dessus ? Le phosphore blanc est très inflammable et est utilisé dans les feux d'artifice et les munitions militaires.
Le phosphore blanc est si inflammable qu'il s'enflamme spontanément dans l'air, c'est-à-dire sans l'aide d'une étincelle ou de la chaleur.
Exemples de liaisons covalentes : les composés
Voyons maintenant d'autres exemples de molécules à liaison covalente.
Le méthane est un hydrocarbure avec 1 atome de carbone, qui forme la majorité du gaz naturel. Le méthane est également un gaz à effet de serre, ce qui signifie qu'il influe sur la température de l'atmosphère terrestre.
Leshydrocarbures sont des molécules composées uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène.
Structure de Lewis du méthane StudySmarter Originals
Nous savons déjà que le carbone a besoin de 4 électrons pour avoir une configuration électronique stable, et que chaque atome d'hydrogène a besoin d'un électron pour obtenir la même chose. Un atome de carbone forme donc 4 liaisons simples avec 4 atomes d'hydrogène et le méthane est formé. Il n'y a pas de paires d'électrons solitaires sur aucun atome.
Liaison covalente de l'éthane
L'éthane est un autre hydrocarbure, mais il possède 2 atomes de carbone. La formule moléculaire de l'éthane est C2H6.
Structure de Lewis de l'éthane | StudySmarter Originals
Pour dessiner la structure de lewis de l'éthane, il suffit de remplacer l'un des hydrogènes du méthane par un autre atome de carbone, et de compléter l'octet de ce carbone en formant des liaisons avec d'autres atomes d'hydrogène.
Liaison covalente de l'éthène
Examinons maintenant un autre type d'hydrocarbure - l'éthène. Remarque la différence d'orthographe entre l'éthane et l'éthène. L'éthène est un hydrocarbure dont les atomes de carbone partagent une double liaison. Sa formule moléculaire est C2H4.
Structure de Lewis de l'éthène avec une double liaison entre les atomes de carbone | StudySmarter Originals
L'octuor de carbone est encore rempli (4 liaisons covalentes par atome de carbone).
Rappelle-toi que les doubles liaisons sont plus courtes que les liaisons simples. Les atomes de carbone liés par une double liaison sont plus étroitement maintenus ensemble que les atomes de carbone partageant une simple liaison.
Liaison covalente de l'ammoniac
L'ammoniac est une base faible. Sa formule chimique est NH3. Il est utilisé dans la production d'engrais, de pesticides, de textiles, d'explosifs et de bien d'autres choses. Il est également utilisé comme gaz réfrigérant.
Structure de Lewis de l'ammoniac | StudySmarter Originals
Comme nous l'avons vu dans l'exemple de N2, chaque atome d'azote se retrouve avec une paire d'électrons solitaire après avoir formé 3 liaisons covalentes. Dans l'ammoniac, ces 3 liaisons covalentes sont formées avec 3 atomes d'hydrogène.
L'ammoniac réagit avec une molécule d'eau (H-OH) pour former l'ion ammonium en donnant sa paire d'électrons solitaire à un ion H+. Ce faisant, l'ion acquiert une charge positive.
Structure de Lewis de l'ion ammonium avec liaison dative | StudySmarter Originals
La paire d'électrons donnée forme une liaison dative entre l'azote et l'atome d'hydrogène.
Liaison covalente du chlorure d'aluminium
Examinons un autre exemple de molécule avec une liaison dative. Le chlorure d'aluminium, dont la formule chimique est AlCl3, existe en réalité sous la forme Al2Cl6(remarque que l'aluminium et le chlore sont présents dans le même rapport 1:3 dans les deux formules). Examinons la structure de Lewis pour comprendre pourquoi il en est ainsi.
Des liaisons datives entre deux molécules d'AlCl3, formant Al2Cl6 | StudySmarter Originals
La structure de Lewis de Al2Cl6 est représentée par deux molécules de AlCl3. Voici une molécule d'AlCl3.
Structure de Lewis du chlorure d'aluminium, AlCl3 | StudySmarter Originals
La configuration électronique de l'aluminium est [Ne] 3s² 3p¹. Il possède 3 électrons dans sa couche externe, qui sont partagés pour former des liaisons covalentes simples avec 3 atomes de chlore dans AlCl3. Mais il manque encore 2 électrons à l'atome d'aluminium pour compléter son octuor. Par conséquent, l'aluminium accepte une paire d'électrons de l'atome de chlore d'une autre molécule d'AlCl3. L'aluminium de cette molécule accepte également une paire d'électrons de cette molécule AlCl3.
Exemples de liaisons covalentes : Macromolécules
Les macromolécules sont de très grosses molécules composées de millions d'atomes. Ces molécules sont généralement constituées d'unités répétitives d'une certaine structure de base. Voyons quelques exemples pour mieux comprendre.
Liaison covalente du graphite
Legraphite est un exemple de macromolécule composée uniquement d'atomes de carbone. Dans le graphite, chaque atome de carbone forme des liaisons covalentes avec 3 autres atomes de carbone.
Comme le graphite est entièrement composé de carbone, on l'appelle un allotrope du carbone.
Structure du graphite,TOSAKA, domaine public , Créé à partir d'images de Wikimedia Commons
Sur la figure du graphite, tu peux clairement voir comment chaque atome de carbone forme une liaison covalente avec 3 autres atomes de carbone. Les lignes pleines que tu vois sur la figure représentent ces liaisons. Elles forment des couches de ces structures.
En ne formant que 3 liaisons au lieu de 4, le carbone dispose d'un électron libre. Cet électron non apparié est délocalisé sur l'ensemble de la structure du graphite, c'est-à-dire qu'il n'est associé à aucun atome en particulier et qu'il est libre de se déplacer. Grâce à ces électrons libres, le graphite est un bon conducteur d'électricité. Tu peux le vérifier en faisant un circuit électrique avec tes mines de crayon dès maintenant !
Bien que le quatrième électron soit délocalisé, il forme de faibles liaisons intermoléculaires avec les couches adjacentes. Les lignes pointillées que tu vois entre les couches d'anneaux représentent ces faibles liaisons intermoléculaires.
Tu peux en savoir plus sur le graphite dans cet article.
Liaison covalente du diamant
Le diamant est un minéral entièrement composé d'atomes de carbone. Chaque atome de carbone forme des liaisons covalentes simples avec 4 autres atomes de carbone.Comme le graphite, le diamant est un allotrope du carbone.
La structure du diamant, Domaine public, Wikimedia commons
Le diamant est le matériau le plus dur au monde grâce à sa structure. Cette structure est appelée tétraèdre. La structure tétraédrique du diamant ressemble à une pyramide triangulaire avec un atome de carbone sur chacun des angles de la pyramide et un atome au centre.
Rappelle que les atomes de phosphore blanc sont également disposés selon une géométrie tétraédrique. Mais ne confonds pas les deux - la liaison entre les atomes est complètement différente dans le phosphore et le diamant !
Outre les bijoux, le diamant est également utilisé dans les outils industriels tels que les forets, les matériaux abrasifs utilisés dans les meules, etc, les draps/pâtes de polissage et bien d'autres applications. Le fait qu'il s'agisse du matériau le plus dur au monde signifie qu'il peut être utilisé pour couper, meuler ou polir n'importe quoi.
Exemples de liaisons covalentes - Principaux enseignements
- Dans cet article, nous avons vu de nombreux exemples de molécules à liaison covalente.
- Exemples de molécules à liaison covalente avec lesquelles nous interagissons tous les jours.
- Exemples de molécules à liaisons covalentes avec lesquelles le corps humain interagit tous les jours.
- Exemples d'éléments qui existent sous forme de molécules avec des liaisons covalentes.
- Exemples d'autres petits composés ayant des liaisons covalentes.
- Exemples de macromolécules avec des liaisons covalentes
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