Par Chris Deziel Mis à jour le 24 mars 2022
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Le tableau périodique répertorie tous les éléments connus, chacun défini par le noyau d’un atome – composé de protons et de neutrons – et les électrons qui l’entourent. Lorsque les atomes interagissent, ils réorganisent leurs électrons de couche externe pour obtenir une configuration plus stable. Ce réarrangement donne naissance à des structures ioniques ou molécules covalentes, qui forment toutes deux les éléments constitutifs des composés qui déterminent la chimie de notre univers.
Les atomes se rejoignent soit dans des réseaux ioniques, soit dans des liaisons covalentes, produisant des composés allant des simples sels aux molécules organiques complexes.
Les atomes recherchent un « octet » stable (huit électrons) dans leur couche la plus externe, à l'exception de la première couche, qui ne peut en contenir que deux. Un atome qui a quelques emplacements vacants tentera de gagner ou de partager des électrons pour les remplir, tandis qu'un atome qui transporte quelques électrons supplémentaires les perdra souvent. Les gaz rares (hélium, néon, argon, etc.) possèdent déjà une enveloppe externe complète, ils restent donc inertes et ne forment pas de composés entre eux ou avec d'autres éléments.
Composés ioniques :Un atome qui possède un seul électron de valence le donnera à un partenaire qui en a besoin. Le donneur devient un ion chargé positivement, le receveur un ion chargé négativement et l’attraction électrostatique les attire dans un réseau cristallin. Il ne s’agit pas d’une molécule discrète mais d’un composé, comme en témoigne le sel de table commun, le chlorure de sodium (NaCl). En savoir plus sur la liaison ionique .
Liaison covalente :Les atomes avec un à quatre électrons de valence supplémentaires ou manquants partagent des paires d'électrons pour compléter leurs octets. Ces paires partagées forment de fortes liaisons covalentes et les structures résultantes sont généralement des molécules. L'eau (H₂O), formée lorsqu'un atome d'oxygène partage une paire d'électrons avec chacun des deux atomes d'hydrogène, en est un exemple classique. Les molécules covalentes présentent souvent des points de fusion et d’ébullition inférieurs à ceux de leurs homologues ioniques. Explorez les liaisons covalentes .
Les métaux ont tendance à perdre des électrons, formant des ions qui s'assemblent en réseaux solides, tandis que les non-métaux forment généralement des molécules covalentes qui sont des gaz ou des liquides à température ambiante.
Toutes les molécules inorganiques et organiques composées de plus d’un élément sont considérées comme des composés. Les exemples incluent le chlorure d'hydrogène (HCl), le méthane (CH₄), le dioxyde de carbone (CO₂) et le sucre complexe saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁). Le carbone, avec quatre électrons de valence, équilibre de manière unique les électrons donneurs et accepteurs, ce qui en fait l'épine dorsale de la chimie organique.
En revanche, les molécules constituées uniquement d'un seul élément, comme l'azote gazeux (N₂), l'oxygène gazeux (O₂) ou l'ozone (O₃), ne sont pas des composés car elles n'impliquent qu'un seul élément. Ce sont cependant toujours des entités moléculaires distinctes.
Pour des informations plus approfondies sur le tableau périodique et les interactions entre les éléments, consultez la Base de données des spectres atomiques du NIST et l'entrée Wikipédia sur le tableau périodique .
Pour référence visuelle, voici une représentation de la façon dont les molécules d'eau se lient via des interactions covalentes :Illustration de la molécule d'eau .