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stabilité des entités chimiques cours

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2nde
Thème I – L'Univers
Chapitre 2 – Stabilité des entités chimiques
Dans le premier chapitre, nous avons vu comment les électrons s'organisent autour du noyaux de
l'atome. Nous allons voir dès à présent que cette structure électronique y est pour beaucoup dans la stabilité
des entités chimiques.
1 – Les gaz nobles
Dans l'Univers, les atomes restent rarement isolés et forment des molécules ou des ions … sauf les gaz nobles
(ou gaz rares) chimiquement inerte qui ne se combinent pas avec d'autres éléments. Ils sont au nombre de six :
hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon.
Quelle particularité explique leur grande stabilité chimique chimique ?
Atome
Hélium (Z = 2)
Néon (Z = 10)
Argon (Z = 18)
Structure électronique
Nbre d'électrons externes
La grande stabilité des atomes de gaz nobles est liée au fait que leur couche externe est saturée.
2 – Les ions monoatomiques
Au cours d’une transformation chimique, les atomes réagissent de manière à acquérir une structure
électronique plus stable que la leur, c'est à dire celle du gaz noble de numéro le plus proche. Cela permettent
de savoir avec certitude quel ion monoatomique sera formé à partir d'un atome.
Atome
Lithium
Li (Z = 3)
Sodium
Na (Z = 11)
Magnésium
Mg (Z = 12)
Aluminium
Al (Z = 13)
Fluor
F (Z = 9)
Oxygène
O (Z = 8)
Structure élec.
de l'atome
Structure élec.
stable la plus
proche
Nbre d'électrons
à perdre ou à
gagner
Formule de l'ion
formé
2 – Les molécules
Les molécules sont des édifices électriquement neutres constitués d'atomes liés entre eux.
2.1 – Représentation des atomes
Le modèle actuel de l'atome est un noyau entouré d'un nuage électronique correspondant à une zone de
probabilité de présence dont la forme est sphérique. Les atomes sont donc modélisés par des sphères de
couleurs (et parfois de tailles) différentes pour pouvoir les distinguer.
Symbole
H
C
N
O
S
Cl
Nom
hydrogène
carbone
azote
oxygène
soufre
chlore
Couleur
blanc
noir
bleu
rouge
jaune
vert
2.2 – Liaisons entre atomes
Dans une molécule, un atome forme autant de liaisons qu'il lui manque d'électrons externes
pour satisfaire à la règle du duet ou de l'octet.
Pour satisfaire la règle du duet ou de l'octet, il faut tout simplement qu'il y ait 2 électrons sur la couche externe
de l'atome (duet) ou alors 8 électrons sur sa couche externe (octet).
Remarque : Seule les atomes qui adoptent la structure électronique de l'hélium (H, Li, Be et B) sont concernés par la règle
du duet. Tous les autres atomes (carbone et plus), respectent la règle de l'octet.
Symbole
H
C
N
O
S
Cl
Z
1
6
7
8
16
17
1
4
3
2
2
1
Structure
électronique
Nombre de
liaisons
Au sein d'une molécule, les liaisons entre atomes peuvent être simples, doubles ou triples.
représentées par des tirets entre les atomes. Ces liaisons sont appelées : Liaisons covalentes.
Elles sont
2.3 La structure de Lewis d'un atome
Une structure de Lewis concerne les atomes et les molécules : c'est une méthode qui permet de les
représenter sans perdre pour autant les informations sur leur réactivité. Cette technique permet de simplifier
considérablement les représentations des molécules, et sa grande puissance est de renfermer en peu de détails
la plupart des informations nécessaires à la compréhension des phénomènes impliqués dans les réactions
chimiques.
La structure des atomes peut être déterminée simplement, dans la limite d'application du modèle. Le modèle
de Lewis est la suivante :
•
•
•
Décompter le nombre d'électrons situés sur la couche externe de l'atome (il faut donc établir avant
tout la structure électronique de l'atome).
Placer les électrons autour du symbole de l'élément chimique selon les quatre directions (haut-basgauche-droite).
Les paires d'électrons doivent être reliées par un trait pour former un doublet électronique : Les
électrons restés seuls sont appelés électrons célibataire (c'est ces électrons qui assureront les liaisons
covalente). Et les doublets restés seuls sont appelés doublets non-liants.
2.4 La structure de Lewis d'une molécule
De la structure atomique de Lewis, on peut en déduire assez simplement l'assemblage que ces derniers
peuvent former.
Pour construire une molécule selon le modèle de Lewis, il suffit :
•
•
Pour chaque électron non-apparié de chaque atome est amené à se lier avec un électron non-apparié
d'un autre atome.
représenter par un trait la liaison entre chacun de ces atomes.
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