Liaisons chimiques : Ioniques, Covalentes et Métalliques

Liaison ionique

La liaison ionique est l'union d'ions de charges électriques opposées par des forces d'attraction électrostatique.

L'énergie réticulaire est l'énergie libérée lors du processus de formation de la liaison ionique à partir d'ions à l'état gazeux ; elle justifie les processus thermodynamiques. Plus l'énergie libérée est élevée, plus le réseau ionique est stable.

Propriétés des composés ioniques

• État physique : À température ambiante, ce sont des solides formant des réseaux cristallins.
• Points de fusion et d'ébullition : Très élevés, en raison des forces électrostatiques intenses.
• Dureté et fragilité : Leur faible compressibilité les rend durs, mais ils sont fragiles car le glissement des couches d'ions provoque une répulsion électrostatique qui brise le réseau.
• Solubilité : Solubles dans les solvants polaires (ex: eau) par solvatation.
• Conductivité : Nulle à l'état solide (ions fixes), mais conducteurs en solution ou à l'état fondu.

Liaison covalente

La liaison covalente résulte du partage de paires d'électrons entre atomes.

• Longueur de liaison : Distance entre les noyaux des atomes liés, mesurée en Angströms. Plus elle est courte, plus le lien est fort.
• Angle de liaison : Angle formé par les lignes imaginaires reliant les centres des atomes liés, mesuré en degrés.
• Théorie de Lewis : Explique le partage d'électrons pour atteindre la règle de l'octet (stabilité des gaz nobles).
• TRPECV : Théorie basée sur l'orientation des molécules pour minimiser la répulsion entre les paires d'électrons de valence.
• Polarité : Créée par un moment dipolaire, représenté par un vecteur pointant vers l'élément le plus électronégatif, mesuré en Debye (D).

Propriétés des substances covalentes

• Substances atomiques (ex: diamant, graphite) : Solides cristallins à haut point de fusion. Le graphite conduit le courant grâce à la mobilité électronique.
• Substances moléculaires : Solides, liquides ou gaz selon leur masse moléculaire. Points de fusion/ébullition plus bas car ils dépendent des forces intermoléculaires.

Propriétés des métaux

Les métaux forment des réseaux métalliques où les cations sont ordonnés et les électrons se déplacent librement (mer d'électrons).

• Conductivité : Très haute conductivité thermique et électrique due à la mobilité des électrons de valence.
• Déformation : Ductiles (fils) et malléables (feuilles) grâce au glissement des plans atomiques.
• Points de fusion et ébullition : Élevés, nécessitant beaucoup d'énergie pour briser le réseau.
• Densité : Élevée, due à des structures très compactes.
• Effet photoélectrique : Émission d'électrons par la surface métallique sous l'impact d'un rayonnement.