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CHAPITRE 3 Les composés chimiques et les liaisons.

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1 CHAPITRE 3 Les composés chimiques et les liaisons

2 Quest-ce quune liaison? Liaison chimique : Les forces qui attirent les atomes lun vers lautre dans un composé. Une liaison est causée par linteraction entre les électrons de valence. Les atomes peuvent soit transférer soit partager les électrons.

3 Liaison Ioniques Quand deux atomes transfèrent des électrons, un des deux perd ses électrons de valence et lautre les gagne. Une attraction s'exerce alors entre les deux atomes chargés, permettant la formation d'une molécule. Cette sorte de liaison se produit entre un métal et un non- métal.

4 Liaison Covalente ou moléculaire Les atomes peuvent aussi partager des électrons. Cette sorte de liaison se forme entre deux non- métaux.

5 Exercices Dessiner les liaisons ioniques ou covalentes suivantes: NaBr HF CaCl 2 CN

6 Lélectronégativité Cest la capacité dattirer les électrons. Quand 2 atomes forment une liaison chacun attire les électrons de lautre atome. Quand 2 atomes ont des électronégativités très différentes, (F et K) latome qui a la plus faible ÉN perd un électron. K cède son électron de valence au Fluor, ainsi cest une liaison ionique.

7 Lélectronégativité Pour déterminer si une liaison est ionique ou covalente on peux calculer la différence en ÉN. KF K=0,82 F=3,98 ÉN= 3,98-0,82= 3,16 HCl H=2,20 Cl= 3,16 ÉN=3,16-2,20= 0,96 Lorsque la différence est supérieure à 1,7 la liaison est ionique; si elle est inférieure à 1,7 elle est covalente.

8 La Règle doctet Les atomes se lient afin dacquérir une configuration électronique semblable à celle dun gaz rare. Quand 2 atomes ou ions ont la même configuration électronique, on dit quils sont isoélectroniques. Cl - est isoélectroniques avec largon, car tous les deux ont 18 électrons et leur niveau dénergie périphérique est rempli.

9 Exercices P 74 Révision de la section 1, 2, 3, 4, 5 P 84 Révision de la section 1, 2, 3, 4

10 Les Liaisons Covalentes Multiples Les atomes transfèrent quelquefois plus dun électron dans une liaison ionique. Dans une liaison covalente, ils ont parfois besoin de partager deux ou trois doublets délectrons. Considère lélément diatomique oxygène, chaque atome a besoin de 2 électrons pour acquérir un octet stable. Alors 2 atomes doxygène vont partager 2 doublets délectrons, pour former une liaison double.

11 Les Liaisons Covalentes Multiples Les liaisons double peuvent aussi former entre des éléments différents. Par exemple: Carbone et oxygène pour former dioxyde de carbone. Carbone a besoin de 4, :C:, et oxygène a besoin de deux, :Ö: Donc deux oxygène se lient à un atome de carbone.

12 Les Liaisons Covalentes Multiples Quand les atomes partagent trois doublets délectrons, ils forment une liaison triple. Lazote diatomique contient une liaison triple.

13 Exercices Représente les liaisons à laide de structures de Lewis: 1. Un atome de carbone se lie à deux atomes de soufre. 2. Une molécule contient un atome dhydrogène lié à un atome de carbone qui est lui-même lié à un atome dazote. 3. Deux atomes de carbone et deux atomes dhydrogène se lient ensemble pour former une molécule. Chaque atome acquiert un niveau délectrons périphériques rempli.

14 Les forces intermoléculaires Les forces qui lient les atomes lun à lautre dans une molécule sont appelées des forces intramoléculaires. Ex. Les liaisons covalentes sont des forces intramoléculaires. Les forces qui lient les molécules lune à lautre sont appelées des forces intermoléculaires.

15 Les forces van der Waals Les forces dipôle-dipôle, les forces ion-dipôle, les forces de dispersion (London), et les liaisons dhydrogène. Ce type de liaison est une attraction électrique et gravitationnelle entre des molécules. Elles permettent dexpliquer certains phénomènes comme : ladhérence, le frottement, la diffusion, les propriétés de surface et la viscosité.

16 Les forces dipôle-dipôle À létat liquide, les molécules polaires (dipôles) sorientent de façon à ce que les extrémités positifs soient près des extrémités négatifs.

17 Les forces ion-dipôle Le chlorure de sodium et autres solides ioniques se dissoudent dans les solvants polaires tels que leau à cause de forces ion-dipôle. Cest une force entre un ion et une molécule polaire.

18 Les forces de dispersion (London) Les paires délectrons partagées des liaisons covalentes vibrent de façon constante. Les vibrations dans une molécule non-polaire causent des distributions inégales momentanées de la charge. (La molécule devient polaire pendant un instant) Au moment où une molécule devient polaire elle peut induire un dipôle dans une molécule voisine.

19 Liaisons dhydrogène Une liaison qui se forme entre un atome doxygène dune molécule et les atomes dhydrogène dune autre molécule. Les atomes dazote, fluor et doxygène permettent plus facilement les liaisons hydrogène. On les retrouve dans les processus biologiques comme dans la molécule dADN et leau.

20 Les liaisons métalliques Ce type de liaison se forme entre deux métaux. Les atomes libèrent leurs électrons pour quils soient mis en communs et partagés. Cette liaison est différente dune liaison covalente même si lon parle de partage délectrons. La principale différence est que les atomes ne possèdent pas assez délectrons de valences pour atteindre la stabilité dun octet en partageant les électrons. Dans un morceau de métal solide, les ions sont très ordonnés et la force qui lie les atomes de métal entre eux est la liaison métallique.

21 Nomenclature Composés binaires ioniques Ce sont les composés ioniques qui sont formés de deux éléments différents. Rappel: les composés ioniques sont formés dun métal et dun non-métal. Comment les nomme-t-on? Les anions se terminent en ure:F-fluorure Cl-chlorure Br-bromure S 2- sulfure exception:O 2- oxyde Les cations ont le nom de lélément:Na + sodium Mg 2+ magnésium Alors:NaClchlorure de sodium K 2 Ooxyde de potassium CaBr 2 bromure de calcium

22 Composés binaires ioniques Comment écrit-on leurs formules? Règles 1)les charges doivent sannuler pour faire un composé neutre, et dans certains cas, se simplifier 2)le cation (+) sécrit à la gauche, et lanion (-) à la droite chlorure de magnésium:Mg 2+ Cl - MgCl 2 oxyde de calcium:Ca 2+ O 2- CaO phosphure de baryum:Ba 2+ P 3- Ba 3 P 2

23 les ions polyvalentes Les métaux de transition peuvent avoir plusieurs charges, et donc, on écrit la charge du cation en chiffres romains entre parenthèses. Si un métal na quune seule charge, on ne lécrit pas entre parenthèses. Fe 2+ fer (II)Cu + cuivre (I) Fe 3+ fer (III)Zn 2+ zinc Mn 4+ manganèse(IV)Ag + argent FeCl 3 chlorure de fer (III) sulfure de cuivre (I)Cu 2 S FeOoxyde de fer (II)oxyde de plomb (IV)PbO 2

24 Composés formés dions polyatomiques Ce sont des composés ioniques qui contiennent un ion formé de deux ou plusieurs éléments. sulfure dammonium: NH 4 + S 2- (NH 4 ) 2 S carbonate de cuivre(II): CuCO 3 Cu 2+ CO 3 2- sulfate de sodium: Na + SO 4 2- Na 2 SO 4 nitrate de sodium: Na + NO 3 - NaNO 3

25 Composés moléculaires binaires Ce sont les composés moléculaires (liaison covalente) qui sont formés de deux éléments différents. Rappel: les composés moléculaires sont formés de deux non-métaux. La formule sécrit en commençant par lélément situé le plus à gauche dans le tableau périodique. NOCO 2 PCl 5 SF 6 H 2 O On nomme dabord lélément de droite avec la terminaison yde ou ure, et avec un préfixe qui indique le nombre datomes. On nomme ensuite lélément de gauche avec un préfixe qui indique le nombre datomes - sauf si cest un seul atome. Les préfixes sont: mono (1), di (2), tri (3), tétra (4), penta (5), hexa (6), hepta (7), octa (8), nona (9), déca (10) NOmonoxyde dazoteSF 6 hexafluorure de soufre CO 2 dioxyde de carboneH 2 Omonoxyde de dihydrogène PCl 5 pentachlorure de phosphoreAsH 3 trihydrure darsenic

26 Les équations chimiques Les substances qui participent à une réaction chimique sont appelées des réactifs. Les substances formées au cours dune réaction chimique portent le nom de produits. On se sert déquations chimiques pour exprimer ce qui se passe au cours dune réaction chimique.

27 Équation nominative On appelle les réactifs et les produits dune réaction chimique par leur nom. Sodium + chlore chlorure de sodium Le «+» signifie «réagit avec» et la flèche «pour former»

28 Exercices Décris chacune des réactions suivantes à laide dune équation nominative. A) Le calcium et le fluor réagissent pour former du fluorure de calcium. B) Le chlorure de baryum et le sulfate dhydrogène réagissent pour former du chlorure dhydrogène et du sulfate de baryum.

29 Les équations squelettes On utilise une formule chimique plutôt que le nom de la substance. Na (s) + Cl 2 (g) NaCl (s) Exercices Du zinc à létat solide réagit avec du chlore gazeux pour former du chlorure de zinc à létat solide. Du calcium à létat solide et de leau à létat liquide réagissent pour produire de lhydroxyde de calcium à létat solide et lhydrogène gazeux. Du baryum à létat solide réagit avec du soufre à létat solide pour produire du sulfure de baryum à létat solide. Du nitrate de plomb(II) en solution aqueuse réagit avec du magnésium à létat solide pour former du nitrate de magnésium en solution aqueuse et du plomb à létat solide.

30 La loi de la conservation de la masse Dans toute réaction chimique, la masse des produits est toujours égale à la masse totale des réactifs. La matière ne peut être ni détruite ni créée.

31 Les équations chimiques équilibrées Une équation chimique équilibrée respecte la loi de la conservation de la masse. Pour équilibrer une équation, on peut commencer par ajouter des nombres devant les formules chimiques appropriées. Ces nombres sappellent les coefficients.

32 Les Étapes à Suivre 1. Écris léquation squelette. 2. Commence par équilibrer les atomes les plus nombreux dun côté ou de lautre de léquation. Réserve lhydrogène, loxygène et tout autre élément pour plus tard. 3. Équilibre les ions polyatomiques qui se retrouvent des deux côtés de léquation. 4. Équilibre ensuite les atomes dhydrogène ou doxygène. 5. Équilibre tout autre élément qui nest pas combiné à un autre. 6. Vérifie ta réponse!!!!!!!!!!!!!!!!!

33 Exercices P 118 #1 à 5

34 La classification des réactions chimiques Les Réactions de synthèse Deux ou plusieurs éléments ou composés se combinent pour former une nouvelle substance. A + B AB Les Réactions de décomposition Un composé se sépare en ses divers éléments ou en dautres composés. AB A + B Les réactions de combustion Une réaction entre un composé ou un élément et de loxygène. Elle entraîne la formation des oxydes les plus courants des éléments présents dans le composé. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

35 La classification des réactions chimiques Les réactions de déplacement simple Un élément dun composé est déplacé par un autre élément. A + BC B + AC Les réactions de déplacement double Ou réaction de double remplacement Il y a échange de cations entre deux composés ioniques, généralement en solution aqueuse. AB + CD AC + BD

36 Énergie dans les réactions chimiques Les réactions qui dégagent de lénergie sappellent des réactions exothermique. Respiration cellulaire C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + énergie+ 6H 2 O Les réactions qui absorbent de lénergie sappellent des réactions endothermique. Photosynthèse 6CO 2 + 6H 2 O + énergie C 6 H 12 O 6 + 6O 2..

37 Précipité Un précipité est un solide qui se sépare dune solution à la suite dune réaction chimique. Un grand nombre de réactions de déplacement double entraînent la formation dun précipité. BaCl 2(aq) + K 2 SO 4(aq) BaSO 4(s) + 2KCl (aq) Les ions Ba 2+ et Cl - combine avec K + et SO 4 2-, les ions Ba 2 + entrent en contact avec des ions SO 4 2-, mais sulfate de baryum est insoluble et le produit sépare de la solution sous une forme solide. Les ions K + et Cl - entrent en contact mais étant soluble ils restent dans la solution.

38 Révision de la section P 140, 141 #1, 2, 3, 4, 6


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