Les liaisons chimiques

Chaque atome cherche à saturer sa couche de valence (règle de l'octet). Ce qui change, c'est la stratégie : transférer, partager ou mettre en commun dans un nuage.

La liaison ionique :

Définition

La liaison ionique résulte du transfert d'électrons d'un atome (un métal) vers un autre (un non-métal). Les ions de charges opposées formés s'attirent par attraction électrostatique et s'organisent en réseau cristallin.

Exemples

• NaCl : Na⁺ + Cl⁻ (chlorure de sodium) ;
• MgO : Mg²⁺ + O²⁻ (oxyde de magnésium) ;
• CaF₂ : Ca²⁺ + 2 F⁻ (fluorite).

Propriétés des composés ioniques

• Solides cristallins à température ambiante ;
• Points de fusion élevés (801 °C pour NaCl) ;
• Conducteurs électriques seulement fondus ou dissous (ions libres de se déplacer) ;
• Généralement solubles dans l'eau.

La liaison covalente :

Définition

Une liaison covalente est la mise en commun d'une paire d'électrons (un doublet liant) entre deux atomes, généralement deux non-métaux ou un non-métal et H. Chaque atome « compte » les électrons partagés comme siens pour compléter son octet.

Exemples

• Cl₂ : chaque Cl (7 e⁻ de valence) partage 1 e⁻ → doublet partagé → octet ✓
• H₂O : O forme 2 liaisons, H en forme 1 ; O porte aussi 2 doublets non liants :

• CH₄ : le carbone (4 e⁻ de valence) forme 4 liaisons simples avec 4 H.

Liaison simple, double, triple

N₂ : chaque N (5 e⁻) fournit 3 e⁻ → triple liaison → très grande stabilité du diazote (78 % de l'air).

Propriétés des molécules covalentes

• Molécules neutres (pas d'ions) ;
• Points de fusion/ébullition généralement bas ;
• Non conductrices à l'état pur.

Cas particuliers

• Liaison dative (coordinée) : les 2 électrons du doublet viennent du même atome. Une fois formée, elle est identique à une covalence classique. Exemples : NH₄⁺ (NH₃ donne un doublet à H⁺), H₃O⁺.
• Polarité : selon la différence d'électronégativité (ΔEN) : ΔEN < 0,4 → covalente non polaire (H—H) ; 0,4–1,7 → covalente polaire (H—Cl) ; > 1,7 → ionique (NaCl). Ionique et covalent forment donc un continuum, pas deux boîtes étanches.

La liaison métallique :

Définition

Dans un métal, les atomes (1 à 3 e⁻ de valence) perdent leurs électrons de valence, qui deviennent délocalisés et circulent librement : c'est le modèle de la mer d'électrons (ou « gaz d'électrons »). Les cations métalliques fixes baignent dans ce nuage et l'ensemble reste cohérent par attraction électrostatique.

Dans ce cas de figure, la règle de l'octet s'applique de façon « collective » : les électrons de valence sont partagés par tout le réseau, pas par deux atomes précis.

Propriétés des métaux (découlent directement du modèle)

• Conductivité électrique excellente : les électrons libres se déplacent dès qu'on applique une tension ;
• Conductivité thermique élevée (les électrons transportent aussi la chaleur) ;
• Éclat métallique ;
• Malléabilité et ductilité : les cations glissent les uns sur les autres dans le nuage d'électrons, qui « recolle » la liaison — contrairement au cristal ionique, qui se brise (cassant) quand les ions de même charge se retrouvent face à face.

Exemples

Cu, Fe, Al, Ag, or… et leurs alliages (acier = Fe + C, bronze = Cu + Sn).

Tableau comparatif des trois liaisons :

À retenir :

• 3 liaisons, 1 même moteur (la règle de l'octet) : transférer (ionique), partager (covalente), mutualiser(métallique).
• Les propriétés macroscopiques (conduction, fusion, malléabilité) découlent directement du modèle microscopique.

Vous pouvez retrouver des exercices-types sur Labolycée et Pass-Education.