1.4 : Liaisons chimiques

Les atomes participent à la formation de liaisons chimiques  pour acquérir une configuration électronique de couche de valence complétée similaire à celle du gaz noble le plus proche en numéro atomique. Les liaisons ioniques, covalentes et métalliques sont quelques-uns des types importants de liaisons chimiques. L'énergie de liaison et la longueur de liaison déterminent la force d'une liaison chimique.

Types de liaisons chimiques

Une liaison ionique est formée en raison de l'attraction électrostatique entre des cations et des anions. Souvent, les ions sont formés par le transfert d'électrons d'un atome participant à l'autre. Cependant, ces liaisons n'ont pas de directionnalité définie car la force d'attraction électrostatique est uniformément répartie dans l'espace tridimensionnel.

Une liaison covalente est une liaison chimique formée par le partage de paires d'électrons entre des atomes adjacents. La paire d'électrons partagée est appelée paire liante. Les liaisons covalentes sont directionnelles par nature.

Une liaison métallique est formée entre deux atomes métalliques. La liaison métallique est décrite par le modèle de la « Mer d'électrons ». Sur la base des faibles énergies d'ionisation des métaux, le modèle indique que les atomes métalliques perdent facilement leurs électrons de valence et deviennent des cations. Ces électrons de valence créent un pool d'électrons délocalisés entourant les cations sur tout le métal.

Énergies de liaison et longueur de liaison

La force d'une liaison covalente est mesurée par l'énergie nécessaire pour la rompre, c'est-à-dire l'énergie nécessaire pour séparer les atomes liés. Séparer une paire d'atomes liés nécessite de l'énergie. Plus une liaison est forte, plus l'énergie nécessaire pour la rompre est grande.

L'énergie nécessaire pour rompre une liaison covalente spécifique dans une mole de molécules gazeuses est appelée énergie de liaison ou énergie de dissociation de liaison. L'énergie de liaison pour une molécule diatomique est définie comme le changement d'enthalpie standard pour la réaction endothermique. Les molécules avec trois atomes ou plus ont deux liaisons ou plus. La somme de toutes les énergies de liaison dans une telle molécule est égale au changement d'enthalpie standard pour la réaction endothermique qui rompt toutes les liaisons dans la molécule.

La force d'une liaison entre deux atomes augmente à mesure que le nombre de paires d'électrons dans la liaison augmente. Généralement, plus le nombre de liaisons entre deux atomes est élevé, plus la longueur de liaison est courte et plus la force de liaison est grande. Ainsi, les liaisons triples sont plus fortes et plus courtes que les liaisons doubles entre les mêmes deux atomes ; de même, les liaisons doubles sont plus fortes et plus courtes que les liaisons simples entre les mêmes deux atomes. Lorsqu'un atome se lie à divers atomes dans un groupe, la force de liaison diminue généralement à mesure que nous descendons dans le groupe.

Ce texte est adapté de Openstax, Chemistry 2e, Section 7.1: Ionic Bonding, Openstax, Section 7.2: Covalent Bonding, Section 10.5: The Solid State of Matter, and Section 7.5. Bond Strength: Covalent Bonds.