Sa structure électronique est (K)2(L)4, il possède donc 4 électrons périphériques donc pour respecter la règle de l'octet il doit compléter sa couche L en gagnant 4 électrons. L'atome de carbone peut établir 4 liaisons covalentes et ne possède pas de doublets non liants.
· L'atome d'oxygène : (K)2 (L)6, il doit acquérir 2 électrons pour obtenir la structure stable en octet, donc il pourra former 2 liaisons covalentes.
Pour le carbone, de numéro atomique , la structure électronique est . Le carbone a quatre électrons sur sa couche de valence (couche externe), il lui manque donc quatre électrons pour satisfaire à la règle de l'octet, il peut donc former quatre liaisons de covalence.
Les liaisons chimiques sont dues aux propriétés des atomes. Les électrons qui forment des nuages électroniques autour des noyaux tendent à acquérir une énergie minimale. Cette énergie pour deux atomes peut être diminuée lorsqu'ils interagissent entre eux et forment une liaison chimique.
Jusqu'à cette récente découverte, on distinguait trois types de liaisons chimiques : la liaison covalente, la liaison ionique et la liaison hydrogène. La liaison covalente est la plus forte ; c'est une liaison assurée par un partage d'électrons.
L'atome d'azote possède 5 électrons externes et forme 3 liaisons covalentes, il porte donc \dfrac{5-3}{2} = 1 doublet non liant.
Eh bien le souffre possède 6 électrons de valence (configuration 2s²2p4), et peut donc faire 6 liaisons.
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.
La liaison covalente
Ce type de liaison apparaît principalement lorsqu'une molécule est formée de deux non-métaux, de deux atomes identiques ou lorsqu'un non-métal se lie avec l'hydrogène. La liaison covalente se produit lorsque la différence d'électronégativité entre les deux atomes est petite.
Liaisons polaires : Une liaison covalente est polaire, si la différence des électronégativités des deux atomes formant la liaison n'est pas nulle . L'atome le plus électronégatif d'une liaison polaire attire plutôt vers lui les électrons de la liaison covalente.
On distingue les liaisons chimiques fortes ayant une énergie de liaison très élevée (supérieure à 100 kJ. mol-1) et des liaisons chimiques faibles. Les liaisons ioniques, covalentes et métalliques sont des liaisons fortes.
Une liaison covalente est une liaison chimique dans laquelle deux atomes se partagent deux électrons (un électron chacun ou deux électrons venant du même atome) d'une de leurs couches externes afin de former un doublet d'électrons liant les deux atomes.
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.
On dit que les deux électrons mis commun par deux atomes liés constituent un doublet liant. Un doublet liant est donc l'association d'un électron de la couche de valence d'un atome donné avec un électron de la couche de valence de l'atome avec lequel il est lié au sein d'une molécule.
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.
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.
Chaque atome d'oxygène du CO2 partage quatre électrons avec l'atome de carbone central : deux électrons proviennent de l'atome d'oxygène et deux proviennent de l'atome de carbone, de sorte que chacun de ces atomes compte huit électrons en tout, ce qui satisfait la règle de l'octet.
Pour justifier le schéma de Lewis de l'éthanal, il faut déterminer à partir de la configuration électronique le nombre de doublets liants et non liants pour chacun des atomes de l'éthanal, puis comparer ces nombres avec ceux déduits du schéma de Lewis.
L'azote a 5 électrons de valence. En effet, il a 7 électrons (Z=7) à répartir, la configuration électronique de N est donc : K2 L5. Le nombre d'électrons de valence (électrons se trouvant sur la dernière couche) est de 5.
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.
5) Valence des atomes
Le carbone est tétravalent : il crée obligatoirement 4 liaisons. L'hydrogène est monovalent : il crée obligatoirement 1 liaison simple.
Cas de la molécule de dioxyde de carbone : CO
Avec le premier atome d'oxygène, l'atome de carbone met en commun deux électrons (avec les deux électrons de l'atome d'oxygène). Ainsi il se créer une liaison double, qui est une liaison multiple.
Liaison hydrogène (liaison faible) : un atome d'hydrogène portant une forte charge partielle positive est attiré par un autre atome très électronégatif. Elle se forme entre des molécules mais aussi entre différentes régions d'une même grosse molécule (par exemple une protéine).
Les liaisons faibles regroupent plusieurs types d'attraction par effet de dipôle électrique. Elles sont toutes de faible à très faible énergie et conduisent à des solides de faible rigidité. Très importantes dans la cohésion des liquides et des polymères.