LIAISONS CHIMIQUESLiaison et classification

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Classification structurale des molécules

La notion d'hybridation permet une classification rationnelle des divers types structuraux. On se bornera aux plus simples.

Hybridation sp3

L'hybridation sp3 se rencontre en particulier avec les éléments de la seconde ligne de la classification périodique. Ces atomes, ayant à leur disposition une orbitale s et trois orbitales p, on pourra, à partir de celles-ci, former quatre hybrides, si bien qu'au maximum ces atomes pourront se lier à quatre atomes. Le cas le plus simple est celui du carbone, qui possède quatre électrons périphériques, c'est-à-dire que chaque orbitale a à sa disposition un électron qui sera susceptible de se lier à un électron de l'atome qui lui sera offert, formant ainsi une paire assurant une liaison, par exemple, dans le méthane (CH4), où l'hybridation est sp3, symétrique à cause de l'équivalence des atomes d'hydrogène.

Si le nombre d'électrons périphériques est supérieur à quatre, il y aura nécessairement formation de paires d'électrons non liants, localisées sur des orbitales hybrides, abaissant d'autant le nombre de liaisons. Ainsi, pour l'azote, qui possède cinq électrons périphériques, on aura une paire et trois liaisons, comme dans l'ammoniac (NH3) ; pour l'oxygène, deux paires et deux liaisons (OH2) ; pour le fluor, trois paires et une liaison (FH).

Les paires libres peuvent fixer un proton H+ qui ne possède aucun électron, formant ainsi une liaison NH3 + H+ → NH4+, l'ion ammonium, symétrique, a une structure analogue à celle du méthane. Avec l'eau, on obtient de même l'ion OH3+ de structure analogue à celle de l'ammoniac.

Ces phénomènes avaient donné lieu jadis à l'introduction d'un mode de liaison spécial, la liaison semi-polaire, qui était notée, par exemple, H3N → H+. Une telle représentation est à rejeter, car elle laisserait croire qu'une des quatre liaisons NH est différente des autres. D'autre part, le mécanisme de formation de cette liai [...]


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CONFORMATIONS, chimie

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Quels que soient la composition élémentaire d'une molécule organique et l'arrangement de ses divers atomes, formant des chaînes linéaires ou ramifiées aussi bien que des systèmes comprenant un ou plusieurs cycles, plusieurs impératifs doivent être satisfaits : les longueurs des liaisons et les angles que font ces liaisons entre elles sont, en effet, immuables et ne dépendent nullement des condit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/conformations-chimie/#i_3305

COORDINATION (chimie) - Chimie de coordination

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COORDINATION (chimie) - Composés de coordination

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Dans le chapitre « Théorie du champ de coordinats »  : […] La notion d' orbitales moléculaires permet l'approche la plus complète et la plus rationnelle de la liaison de coordination. En effet, la théorie du champ cristallin est fondée sur l'hypothèse peu réaliste de coordinats assimilés à des charges ponctuelles alors que leurs orbitales se recouvrent avec celles de l'ion métallique. Les orbitales moléculaires peuvent être obtenues suivant différents mo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/coordination-chimie-composes-de-coordination/#i_3305

COTTON FRANK ALBERT (1930-2007)

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 690 mots

Grand chercheur, auteur prolifique (plus de 1 600 publications savantes), d'un conservatisme politique et culturel aussi attachant qu'anachronique, le chimiste américain Frank Albert (dit « Al ») Cotton, né à Philadelphie le 9 avril 1930 et mort à Bryan (Texas) le 20 février 2007, mit surtout à son actif la découverte, à partir de 1963, d'assemblages de paires d'atomes métalliques par des liaison […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frank-albert-cotton/#i_3305

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 291 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Les principales structures cristallines »  : […] La matière solide d'origine naturelle, aux propriétés chimiques pourtant très variées, apparaît presque toujours sous une forme cristalline à une échelle suffisamment petite. L'organisation cristalline est en effet souvent celle qui réduit au minimum l'énergie d'interaction entre les atomes d'un corps solide, d'où sa stabilité et sa pérennité. Selon les matériaux, les interactions entre les atome […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/#i_3305

CYCLANES & CYCLÈNES

  • Écrit par 
  • Jean-Marie CONIA
  •  • 1 914 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Définition et nomenclature »  : […] Le domaine des cyclanes rassemble, en principe, les composés hydrocarbonés cycliques ne comportant que des liaisons simples C − C dans le cycle, et celui des cyclènes les mêmes composés, mais comportant une double liaison C=C dans le cycle. Les cyclanes et les cyclènes simples sont nommés d'après le nombre de carbones de leur cycle, le nom de l'alcane ou de l'alcène correspondant étant précédé du […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cyclanes-et-cyclenes/#i_3305

DIPOLAIRES MOMENTS

  • Écrit par 
  • Jean BARRIOL
  •  • 4 811 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Représentation par moments de liaison »  : […] La démarche habituelle en physico-chimie, qui consiste à tenter la représentation d'une grandeur moléculaire quelconque comme somme d'incréments de liaison, aboutit dans le cas du moment dipolaire à introduire des moments de liaison de caractère vectoriel. Leur direction est celle de la liaison et leur sens est donné par la différence d'électronégativité entre les atomes liés, ce qui conduit ainsi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/moments-dipolaires/#i_3305

DYNAMIQUE MOLÉCULAIRE

  • Écrit par 
  • Jean RIESS
  •  • 5 165 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Libre rotation autour d'une liaison »  : […] L'un des premiers types de mouvements intramoléculaires qui ait été reconnu est la libre rotation du carbone dans une molécule organique. Elle se produit lorsque deux groupes ne sont liés que par une liaison simple entre deux atomes, et que ces groupes peuvent tourner l'un par rapport à l'autre autour de cette liaison . En réalité, cette rotation n'est pas tout à fait libre, mais est freinée cha […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dynamique-moleculaire/#i_3305

ÉLASTOMÈRES ou CAOUTCHOUCS

  • Écrit par 
  • Christian HUETZ DE LEMPS, 
  • Françoise KATZANEVAS
  •  • 7 909 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Aspect moléculaire »  : […] Pour répondre à ces caractéristiques mécaniques, un élastomère est constitué de longues chaînes moléculaires, appelées macromolécules, qui sont repliées sur elles-mêmes au repos : c'est la pelote statistique. Les interactions entre chaînes sont faibles (faible cohésion) et sous l'action d'une contrainte externe, les chaînes possèdent de très nombreuses possibilités conformationnelles (par rotatio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elastomeres-caoutchoucs/#i_3305

HYDROGÈNE

  • Écrit par 
  • Paul HAGENMULLER
  •  • 3 566 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Liaison hydrogène et liaisons à plusieurs centres »  : […] La liaison hydrogène se forme entre un groupement porteur d'un atome d'hydrogène AH et un accepteur de proton B, appartenant ou non à la même molécule s'il s'agit de composés organiques. A est un atome d'azote ou d'oxygène, B un atome d'azote, d'oxygène, de soufre ou un halogène. Bien que beaucoup moins énergétique que la liaison covalente normale, elle influence sensiblement les propriétés des l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hydrogene/#i_3305

ISOMÉRIE, chimie

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 1 787 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Résonance ou mésomérie »  : […] Il revint à Linus Carl Pauling de faire la synthèse de ces trois composantes conceptuelles : nécessité des deux formules de Kekulé du benzène ; formules de Lewis pour l'écriture des molécules ; notion d'intégrale d'échange, dans le formalisme de la mécanique quantique, pour rendre compte de l'indiscernabilité, et donc de la délocalisation des électrons au sein de n'importe quelle molécule. Son ap […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isomerie-chimie/#i_3305

KOSSEL WALTHER (1888-1956)

  • Écrit par 
  • Alain LE DOUARON
  •  • 259 mots

Physicien allemand, né à Berlin et mort à Kassel. Walther Kossel fut professeur à l'université de Kiel (1921), puis à Dantzig et enfin à Tübingen (1947) ; en 1916, il interprète la formule de Moseley relative à la spectroscopie des rayons X, de la même manière que N. Bohr l'avait fait pour la formule de Balmer (spectre de l'hydrogène). En 1928, il montre que la vitesse de croissance d'une face de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/walther-kossel/#i_3305

LANGMUIR IRVING (1881-1957)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 230 mots
  •  • 1 média

Chimiste et physicien américain né à Brooklyn (New York) et mort à Falmouth (Massachusetts). Après des études de métallurgie à l'université Columbia, Irving Langmuir prépare sa thèse sous la direction de Walther Nernst à Göttingen. Rentré aux États-Unis, il y dirige des recherches pour le compte de la General Electric (Schenectady, N.Y.) de 1909 à 1950. Ses travaux sur les films moléculaires à la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/irving-langmuir/#i_3305

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 602 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre «  La cohésion des solides »  : […] Il est toujours possible de transformer un solide en un gaz, en lui fournissant une énergie, appelée énergie de cohésion ou de sublimation. Cette énergie traduit l'existence de forces d'interaction – de liaisons – entre atomes. L'interaction entre deux atomes met en jeu deux types de forces antagonistes. Le premier est de nature répulsive : dès que deux atomes ou, de façon plus générale, deux ions […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-solide/#i_3305

MÉSOMÉRIE

  • Écrit par 
  • Bernard CARTON
  •  • 345 mots

On rencontre parfois des cas où un choix ne peut être fait entre plusieurs structures à peu près également stables d'un même corps et dont aucune ne permet à elle seule de rendre compte de toutes les propriétés de la substance. On appellera mésomérie l'état d'une telle molécule, la forme stable étant intermédiaire entre les structures extrêmes ; on dit parfois qu'il y a résonance plutôt que mésomé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mesomerie/#i_3305

MINÉRALOGIE

  • Écrit par 
  • Claude GUILLEMIN
  •  • 12 132 mots
  •  • 23 médias

Dans le chapitre « Cristallochimie »  : […] La cristallochimie peut être définie comme l'étude des relations existant entre la composition chimique d'un solide, l'arrangement géométrique et les forces de liaison entre les atomes constituant le réseau. Ces relations déterminent les propriétés physiques et chimiques. La cristallochimie permet donc de définir les propriétés d'une substance en fonction de sa structure. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mineralogie/#i_3305

MOLÉCULE

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 4 309 mots

Dans le chapitre « L'édifice moléculaire fonction de l'état physique »  : […] Quant aux électrons, ils suivent des trajectoires très compliquées qu'il n'est pas possible de décrire analytiquement. Étant donné leur vitesse, tout se passe à notre échelle comme si l'espace autour des noyaux était rempli par une densité continue d'électricité négative. C'est précisément cette densité que permet de calculer la mécanique quantique. L'analyse de cette densité montre que les élect […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_3305

POLYMÈRES

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 5 143 mots
  •  • 1 média

Un polymère est une grosse molécule résultant de la réunion, au moyen de liaisons chimiques comme autant d'accroches, de modules unitaires, ou monomères. On appelle « degré de polymérisation » le nombre de maillons de la chaîne ainsi formée. En conséquence, la masse moléculaire est très grande, souvent des millions de daltons : on parle de macromolécules pour désigner de telles entités. La distri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/polymeres/#i_3305

RADICAUX LIBRES

  • Écrit par 
  • Béatrice DESCAMPS-LATSCHA
  •  • 1 246 mots
  •  • 2 médias

Dans la plupart des molécules organiques, les atomes voisins sont liés les uns aux autres par des liaisons covalentes, c'est-à-dire fondées sur l'appariement naturel des électrons de vecteur magnétique ou « spin » opposé. Lors d'une irradiation, de l'exposition à une source d'énergie lumineuse ou thermique d'intensité suffisante, ou de réactions chimiques d'oxydoréduction, le couple électronique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/radicaux-libres/#i_3305

RÉACTION, chimie

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 2 724 mots

Dans le chapitre « Réaction, transformation, équilibre »  : […] Un exemple d'une telle transformation est la formation d'acide chlorhydrique HCl à partir du dihydrogène H 2 et du dichlore Cl 2 , qui répond donc à l'équation : H 2 +Cl 2 → 2HCl (lire « une molécule de dihydrogène H 2 se combine avec une molécule de dichlore Cl 2 pour produire deux molécules d'acide chlorhydrique HCl »). Des milliers de réactions chimiques s'opèrent à chaque instant dans l'or […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reaction-chimie/#i_3305

RÉFRACTAIRES MATÉRIAUX

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre TRAVERSE
  •  • 2 085 mots

Dans le chapitre « Classification »  : […] Dans la majorité des composés réfractaires, la liaison chimique semble être essentiellement métallique ou covalente ; il existe cependant une part de liaison ionique et, pour les oxydes par exemple, celle-ci peut être très importante. De telles liaisons se produisent normalement lors de la combinaison d'un métal et d'un « métalloïde » tel que le bore, le carbone, le silicium, l'azote, le soufre e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/materiaux-refractaires/#i_3305

RÉSONANCE, chimie

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 1 483 mots
  •  • 1 média

Étymologiquement, le mot « résonance » s'applique au renforcement de l'intensité vibratoire ou sonore. Il évoque donc essentiellement un phénomène mécanique. Heisenberg, en 1926, l'utilisa pour la première fois en mécanique quantique dans ses travaux sur les systèmes d'oscillateurs couplés. C'est Pauling , dans ses recherches sur la nature de la liaison chimique, vers 1930, qui l'introduisit en c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-chimie/#i_3305

SATURATION, chimie organique

  • Écrit par 
  • Dina SURDIN
  •  • 188 mots

Processus de transformation des liaisons multiples d'une molécule en liaisons simples. Les réactions d'addition se produisent donc sur des liaisons multiples. Les liaisons π sont moins solides que les liaisons σ et les produits saturés seront donc plus stables que les composés de départ. Par exemple, les énergies de liaison entre deux atomes de carbone sont de 83 kcal pour la liaison σ, de 64 kcal […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/saturation-chimie-organique/#i_3305

STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie organique

  • Écrit par 
  • Henri B. KAGAN, 
  • Charles PRÉVOST
  •  • 14 210 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Principe de libre rotation (ou de liaison mobile) »  : […] Deux carbones saturés simplement liés sont réunis par une seule ligne de valence, et chacun d'eux échange trois valences avec ses substituants. En général, les trois substituants de l'un des carbones peuvent tourner, par rapport à ceux de l'autre carbone, autour de la liaison C 1 −C 2  ; mais les états de rotation relative ont des probabilités différentes : par exemple, dans le cas de CH 2 Br−CH 2 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-organique/#i_3305

STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie inorganique

  • Écrit par 
  • Jacques-Émile GUERCHAIS
  •  • 4 038 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Isomérisation de liaisons »  : […] Si un coordinat est ambidentate, c'est-à-dire s'il a plusieurs sites de liaisons, il pourra se lier à l'atome de plusieurs façons. L'exemple le plus connu est celui de Sophus Mads Jørgensen ; il prépara, en 1894, deux isomères du composé [CoNO 2 (NH 3 ) 5 ] Cl 2  ; il émit l'hypothèse que la forme rouge contenait le groupement « nitrito », ce qui veut dire que le cobalt trivalent était lié par un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-inorganique/#i_3305

STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie et liaison chimique

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 2 056 mots
  •  • 1 média

Bien qu'usuellement développée à partir de résultats expérimentaux, la stéréochimie entre dans le cadre général de la théorie de la liaison chimique et, de ce fait, peut recevoir un support théorique. Une remarque préliminaire est cependant nécessaire. La géométrie d'une molécule est essentiellement conditionnée par son énergie. Or, celle-ci est attribuée à l'édifice dans son ensemble, si bien qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-et-liaison-chimique/#i_3305

VALENCE, chimie

  • Écrit par 
  • Jacques GUILLERME
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Dans le chapitre « Caractère virtuel de la valence »  : […] La mise en évidence de l' électron et la construction des modèles planétaires de l'atome par Joseph John Thomson, Ernest Rutherford et Niels Bohr conduisirent les théoriciens à considérer la valence comme l'expression chimique de propriétés électriques des atomes. Walther Kossel pouvait ainsi, en 1915, énoncer que « chaque élément successif [de la classification périodique] renferme un électron e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/valence-chimie/#i_3305

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Pour citer l’article

André JULG, « LIAISONS CHIMIQUES - Liaison et classification », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/liaisons-chimiques-liaison-et-classification/