le pont hydrogène. Dans ce cas, l’hydrogène forme une faible liaison avec un atome d’une autre molécule. Cela se produit si H est lié à un atome très électronégatif et si l’autre l’élément a une paire d’électrons libres.
Le doublet de la liaison est fourni par un seul ligand (ex : NH3 – H+)
Quand les 2 atomes ont des électronégativités différentes.
Quand les 2 atomes ont des électronégativités identiques (en général, il s’agit d’une liaison entre atomes semblables).
On distingue différents types de liaisons chimiques :
* Liaison ionique :
La liaison ionique est créée entre deux atomes dont la différence d'électronégativité est importante. Il en résulte un transfert (quasi) total d'un ou plusieurs électron(s) d'un des atomes vers l'autre. Le traitement théorique de ces liaisons se fait alors selon le modèle de l'attraction entre deux charges.
L'exemple type est NaCl. Dans le chlorure de sodium, le chlore est beaucoup plus électronégatif que le sodium. Il va donc attirer l'électron de valence du sodium.
La formation d'une molécule de Na+Cl- à partir de sodium solide et de chlore gazeux nécessite une dépense théorique d'énergie de 376 kJ/mol. Par contre, l'attraction entre l'ion positif et le négatif, d'après la loi de Coulomb libère 495 kJ/mol.
Dans le cas du NaCl, r vaut 2,8 10-10m. La charge de l'électron étant de 1,6 10-19C, cela fournit une énergie de 8,23 10-19J par molécule soit les - 495 kJ/mol.
En réalité, l'énergie de cohésion de NaCl est de -795 kJ/mol. Cela est dû au fait que le NaCl solide est présent sous forme cristalline, et que des attractions - répulsions entre premiers et deuxièmes voisins dans un cristal interviennent pour stabiliser le système (cfr. chapitre IV). Nous observons donc que l’énergie de liaison dans un gaz ionique (ex : NaCl gazeux) est plus grande que l’énergie de liaison dans un solide ionique (ex : NaCl solide).
En faisant la différence entre ces deux valeurs, on obtient l’énergie libérée lors de la formation d’un solide à partir de ces composants gazeux séparés. C’est l’énergie de réseau. Ex : Na+ (g) + Cl- (g) → NaCl (s)
Au contraire d'une liaison ionique, basée sur une distribution de charges suite à un transfert, dans une liaison covalente, deux électrons s'apparient pour former une liaison entre deux atomes. Cette liaison est donc dirigée.
La liaison est formée quand deux atomes d’électronégativités comparables (et décemment élevées) réagissent entre eux. C’est donc une mise en commun d’électrons de valence. Il existe 3 types de liaisons covalentes : pure, polarisée et coordinative.
Les atomes se lient entre eux par un lien chimique. Ce dernier est une force qui maintient ensemble des atomes et les font se comporter comme une unité. Ce lien a une certaine énergie. C’est pourquoi, lorsqu’on veut casser une liaison, il faut imposer une contrainte au système (par exemple : chauffer le système). Briser une liaison est donc une opération endothermique. A l’inverse, lorsqu’on forme une liaison, de l’énergie est libérée par le système. L’opération est donc exothermique. Une réaction chimique implique donc d’office la rupture et la formation de liaison.
Observons la figure XXIII. On remarque que le graphe a un minimum. Ce dernier est le puit de potentiel et correspond à une distance particulière entre les atomes tels que l’énergie est minimale. Le système va tendre vers cet état d’énergie minimal car c’est l’état le plus stable pour ce système. Il y a 4 zones distinctes sur ce graphe. Dans la zone 1, les atomes d’hydrogène sont assez éloignés pour qu’il n’y ait aucune interaction entre eux. En se déplaçant, les atomes vont se retrouver à une distance telle que des interactions électrostatiques apparaissent entre eux. Ils commencent donc à s’attirer. C’est ce qui se passe dans la zone 2. A une certaine distance, l’énergie est minimale. Le système est donc stable et la molécule est créée. C’est la zone 3 appelé « puit de potentiel ». Dans la zone 4, les atomes continuent de se rapprocher. Dans ce cas, l’énergie devient positive, on a donc une répulsion. Les atomes sont donc forcer à revenir dans le puit de potentiel.
La formation d’une molécule est donc favorisée du point de vue énergétique. On voit bien sur l’image 3 de gauche qu’entre les deux noyaux d’hydrogène, la probabilité de présence des électrons est importante. Qui dit forte concentration d’électron, dit liaison chimique. La longueur de celle-ci est la distance pour laquelle l’énergie du système est minimale. Dans le cas de H2, elle vaut 0,074 nm.
