Dans la molécule d'eau H2O, un atome d'oxygène partage deux de ses électrons de valence avec deux électrons de deux atomes d'hydrogène. Il reste sur l'atome d'oxygène quatre électrons de valence qui sont répartis dans deux doublets non liants.
Exemple : l'atome d'oxygène
Pour compléter sa couche de valence il engage deux de ses six électrons dans deux liaisons covalentes, il reste donc 6-2 = 4 électrons qui se regroupent par deux pour former 4/2 = 2 doublets non liants.
L'atome H vérifie vérifie la règle du duet et l'atome Cl vérifie la règle de l'octet. Chaque atome d'oxygène est entouré de deux doublets liants et deux doublets non liants donc la règle de l'octet est satisfaite. L'atome de carbone établit 4 liaisons covalentes simples et satisfait à la règle de l'octet.
On les appelle aussi électrons célibataires. Lorsque deux électrons célibataires sont appariés (forment une paire), on parle de doublet non liant. Note : Seuls les électrons de la couche électronique la plus externe peuvent former des liaisons.
Cet échange transforme les deux molécules H2o de départ en H3o et OH ; le nombre d'atomes et de charges électriques + et – n'est plus le même de chaque côté : d'un côté on trouve OH- et de l'autre H3o+. Ces molécules modifiées s'appellent des ions et leurs propriétés s'annulent : l'eau est électriquement neutre.
La molécule n'est pas une boule. Elle est constituée d'un atome d'oxygène relié à deux atomes d'hydrogène. Sous une apparente simplicité, 3 atomes dont 2 d'hydrogène, l'eau cache des priorités d'une richesse exceptionnelle dues en particulier à sa structure spatiale.
Pour calculer le nombre de doublets non-liants, il faut calculer la différence entre le nombre d'électrons sur la couche externe et le nombre d'électrons engagés dans un doublet liant. Ici, on a 4-4=0 donc aucun doublet non liant.
Le schéma de Lewis d'une molécule correspond à la représentation des atomes qui constituent la molécule et de leurs doublets liants et non liants. On représente un doublet liant par un tiret entre les deux atomes liés, et un doublet non liant par un tiret à côté de l'atome.
L'atome de chlore
Le numéro atomique du chlore est 17. Sa structure électronique est (K)2 L(8) M(7). L'atome de chlore possède donc 1 électron célibataire et 3 doublets non liants.
Dans une molécule, les atomes mettent en commun des électrons de leur couche externe afin d'acquérir une structure stable en duet ou en octet. Une liaison covalente entre deux atomes correspond à une mise en commun de deux électrons de leurs couches externes pour former un doublet d'électrons appelé doublet liant.
À l'échelle atomique, l'ordre de liaison encore appelé indice de liaison est le nombre de paires d'électrons liant deux atomes. Par exemple, dans le cas du diazote (N≡N), l'ordre de liaison est de 3 parce qu'il y a 3 liaisons reliant les deux atomes d'azote.
Le numéro de la colonne dans laquelle se situe l'élément permet de déterminer le nombre de liaisons covalentes qu'un atome doit établir : Un élément situé dans la 14e colonne doit établir 4 liaisons covalentes. Un élément situé dans la 15e colonne doit établir 3 liaisons covalentes.
1- Compter le nombre d'électrons de valence de chaque atome neutre . On obtient donc le nombre N d'électrons de valence à mettre en commun. Si N est impair , on dessinera [( N-1 ) / 2 ] doublets + 1 électrons célibataire ° autour des atomes dans la molécule.
En formule topologique, la liaison double est représentée par deux lignes parallèles (=) entre les deux atomes liés, et en typographie, on utilise simplement le signe égal.
Une liaison covalente est une liaison dans laquelle deux électrons de valence sont partagés entre deux non-métaux. Dans ce type de liaison, il doit y avoir une différence d'électronégativité inférieure à 1,7 sur l'échelle de Pauling.
Un doublet non liant (ou doublet libre) est un doublet d'électrons de valence qui n'est pas impliqué dans une liaison covalente. Un tel doublet est formé d'électrons appariés, ce qui les distingue des électrons célibataires rencontrés dans une orbitale atomique incomplète.
Un doublet d'électrons représente une paire d'électrons situés sur un même côté du symbole de l'élément. Les électrons célibataires sont les électrons qui pourront former des liens chimiques avec les atomes voisins. Un atome possède autant de possibilités de liaisons qu'il possède d'électrons célibataires.
En chimie, la formule brute est l'écriture la plus compacte décrivant un composé chimique ou un corps simple. Les formules brutes, par exemple C2H6O pour l'éthanol, sont utilisées dans les équations chimiques pour décrire les réactions chimiques.
Pour écrire une structure de Lewis, on doit placer des doublets de liaison pour relier entre eux les atomes : Dans la structure finale chacun des atomes (sauf H) devra autant que possible être entouré de 4 doublets (4*2 = 8 électrons ; Règle de l'octet). L'hydrogène sera entouré de 1 doublet (2 électrons).
Exemples O : 1s2 2s2 2p4 ; 6 électrons de valence ; Cf = 6 – 4 –4/2 = 0 ; Dans une molécule l'oxygène divalent est neutre. O : 1s2 2s2 2p4 ; 6 électrons de valence ; Cf = 6 – 6 – 2/2 = -1 ; Dans une molécule l'oxygène monovalent porte une charge formelle -1.
Le schéma de Lewis de l'atome utilise les conventions suivantes. Le noyau et les couches électroniques internes sont représentés par le symbole de l'élément. Les électrons de la couche externe sont représentés par un point (•) s'ils sont célibataires ou par un tiret (—) s'ils forment un doublet non liant.
La liaison hydrogène est à l'origine des propriétés chimiques et physiques particulières de l'eau. L'eau peut se trouver sous trois états : liquide, solide et gazeux. Seul ce dernier état correspond exactement à la formule classique de la molécule d'eau H2o.
Il suffit de déposer quelques gouttes de liquide sur du sulfate de cuivre anhydre. Si l'on peut observer l'apparition d'une couleur bleue on peut conclure que le liquide testé contient de l'eau et si cette couleur n'est pas visible alors il n'en contient pas ou trop peu pour être détectée.
On représente souvent H2O (c'est-à-dire l'assemblage de deux atomes d'hydrogène et d'un d'oxygène) comme une molécule ayant l'oxygène en son milieu et possédant deux bras ouverts en « V » à l'extrémité desquels sont placés les atomes d'hydrogène.