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.
Personnalité de Lewis
Puissant et persévérant, il vient à bout de toutes les difficultés sans effort apparent. Lewis est un homme intuitif et réfléchi qui saisit les opportunités et en profite pleinement.
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.
Afin de déterminer le nombre de liaisons que va former l'atome, il faut déterminer le nombre d'électrons qu'il y a sur la couche de valence (la plus externe). En effet, deux atomes se lient entre eux en mettant en commun les électrons de leurs couches de valence.
Le nombre de liaisons covalentes que peut former un atome est égal au nombre d'électrons qui manque sur sa couche externe pour avoir la structure stable en duet ou en octet..
H-O-C-O-H avec un doublet non liant sur l'atome central de carbone, et une hybride de résonance de deux structures limites (une double liaison C-O) avec l'un ou l'autre des atomes d'oxygène.
En chimie, les "règles" du doublet, de l'octet et des 18 électrons permettent de concevoir des composés de grande stabilité chimique. Ces règles correspondent au principe de l'occupation complète des orbitales externes de chacun des atomes d'une molécule, soit respectivement s2, (s2, p6) et (s2, p6, d10).
Forme et géométrie des molécules
La géométrie de ces composés autour de l'atome central dépend des doublets de liaisons (paires électroniques liantes) et des éventuelles paires libres (électrons seuls). L'atome central est celui qui est le plus électronégatif.
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.
L'ion H+ est la particule cédée par l'acide. Mais l'ion H+, qui est un simple proton, ne se promène pas seul en solution. On utilise donc la notation H+ pour écrire le lien entre un acide et sa base conjuguée, au sein d'une demi-équation ( AH = A¯ + H+ ) mais pas pour une équation chimique.
H+ désigne un ion hydrogène, c'est-à-dire un atome d'hydrogène ayant perdu un électron. Pour les spécialistes en chimie, le pH (terme correspondant à abréviation de potentiel hydrogène), est le coefficient qui caractérise l'état acide ou basique d'une solution.
Un acide de Lewis est toute espèce (molécule ou ion) qui peut accepter une paire d'électrons, et une base de Lewis est toute espèce (molécule ou ion) qui peut donner une paire d'électrons. Une réaction de Lewis acide-base se produit lorsqu'une base donne une paire d'électrons à un acide.
Dans le tableau périodique, si on ne tient pas compte des éléments de transition (colonnes 3 à 12), le nombre d'électrons de valence d'un atome est le numéro de la colonne dans laquelle il se trouve. Le chlore est dans la colonne 7. L'atome de chlore possède 7 électrons de valence.
En effet, la formation d'un ion suit un principe simple: il se forme de préférence l'ion le plus stable, c'est à dire celui qui a sa couche électronique externe saturée : (K) 2 ou (L) 8.
La couche de valence (ou couche périphérique → électrons de valence) d'un atome est sa dernière couche électronique partiellement ou totalement remplie. Elle est caractérisée par le nombre quantique principal n le plus élevé.
La règle de l'octet reflète le fait que les atomes réagissent souvent pour acquérir, perdre (liaison ionique) ou mettre en commun (liaison covalente) des électrons pour posséder un octet complet d'électrons de valence.
La représentation de Lewis d'une molécule fait apparaitre tous les atomes de la molécule ainsi que tous les doublets liants (liaisons covalentes) et non liants s'il y en a. Dans ce modèle, chaque liaison covalente (doublet d'électrons liants) est représentée par un trait simple horizontal ou vertical.
Un couple acide‑base s'écrit de la façon suivante : ACIDE / BASE avec l'acide toujours à gauche et la base toujours à droite. L'acide éthanoïque CH3COOH peut céder un proton H+ et se transformer en CH3COO–, l'ion éthanoate, qui est sa base conjuguée. Le couple s'écrit CH3COOH/CH3COO–.
La géométrie d'une molécule est déterminée par le nombre de liaisons et de doublets non liants autour de l'atome central.
La formule développée est un mode de représentation des molécules où la totalité des atomes sont représentés par leur symbole chimique. Il est très simple, mais ne donne aucune idée de l'agencement des atomes dans l'espace.
Des molécules sont dites « isomères » lorsqu'elles ont la même formule brute mais des structures différentes. Le phénomène d'isomérie a été remarqué pour la première fois au XIXe siècle. À cette époque, les chimistes pensaient que les propriétés d'une substance dépendaient entièrement de sa formule brute.
L'atome d'oxygène possède donc 2 électrons célibataires et deux doublets non liants. Pour respecter la règle de l'octet l'atome d'oxygène doit compléter sa couche L en gagnant 2 électrons. L'atome d'oxygène peut établir deux liaisons covalentes et possède deux doublets non liants.
Définition : Entité moléculaire, ou l'espèce chimique correspondante, capable de fournir un doublet d'électrons.