Composés ioniques et moléculaires

Structures et propriétés des composés ioniques

Lorsqu'une liaison se forme entre un cation et un anion, on parle de liaison ionique. Les liaisons ioniques se produisent lorsque le cation donne des électrons à l'anion de façon à ce qu'ils puissent tous deux avoir une enveloppe extérieure complète.

Par exemple, lorsque le sodium (Na) se lie au chlore (Cl) pour former le composé NaCl, l'ion sodium (^Na+) donne un électron à l'ion chlore (^Cl-). Le sodium a un électron de valence, tandis que le chlore a sept électrons de valence. Ils veulent tous les deux avoir une enveloppe extérieure complète et devenir plus stables. Le sodium se débarrasse donc de son électron unique dans l'enveloppe extérieure et le donne au chlore, car le chlore a besoin d'un électron pour remplir son enveloppe extérieure. Même les atomes aiment aider les autres en donnant ce dont ils n'ont pas besoin à ceux qui en ont besoin !

Fig. 2 : La liaison ionique entre le sodium et le chlore, Isadora Santos - StudySmarter

Qu'est-ce qui maintient les ions d'une liaison ionique ensemble ? Les forces électrostatiques entre le métal et le non-métal maintiennent les atomes ensemble dans une liaison ionique !

Lorsqu'un composé comprend un ion négatif et un ion positif, il est considéré comme un composé ionique. Un ion positif est appelé cation, tandis qu'un ion négatif est appelé anion.

• Les ions métalliques perdent des électrons pour former des cations, tandis que les non-métaux gagnent des électrons pour former des anions.

Les composés ioniques ont les propriétés suivantes :

• Ils ont de fortes attractions électrostatiques.

• Ils sont durs et cassants.

• Les composés ioniques ont une structure cristalline.

• Les composés ioniques ont des points de fusion et d'ébullition élevés.

• Les composés ioniques ne peuvent conduire l'électricité que lorsqu'ils sont liquides ou dissous.

Électronégativité

L'électronégativité est la capacité d'un atome à attirer une paire d'électrons partagée. Pour déterminer si un composé est ionique ou non, nous pouvons examiner la différence d'électronégativité entre les deux atomes . Nous pouvons utiliser le tableau périodique pour comparer l'électronégativité de deux atomes, et si la différence entre eux est supérieure à 1,2, ils formeront un composé ionique ! Remarque que dans le tableau périodique ci-dessous, l'électronégativité augmente d'une période à l'autre (de gauche à droite) et diminue vers le bas d'un groupe.

Nommer les composés ioniques et moléculaires

Pour nommer les composés ioniques, il y a des règles spécifiques à respecter :

1. Nous écrivons toujours les composés ioniques sous la forme suivante : cation + anion.

2. Si le cation a plus d'une charge, nous devons écrire la charge positive à l'aide de chiffres romains. Nous devons toujours indiquer le nombre d'oxydation, sauf pour les groupes 1, 2 et ^Al3+, ^Zn2+, ^Ag+ et ^Cd2+. Par exemple, si nous avons ^Fe+3, nous écrirons son nom comme Fer (III), mais si nous avons ^Zn2+, nous écrirons son nom comme Zinc.

3. L'anion conservera le début de son nom, mais il faut ajouter -ide à la fin.

Pour faciliter les choses, prenons un exemple !

Eh bien, c'était assez facile ! Malheureusement, tous les composés ne sont pas aussi faciles à nommer. Lorsque nous rencontrons des ions polyatomiques, l'appellation est légèrement différente. La plupart des ions polyatomiques courants sont chargés négativement (anions), à l'exception de l'ion ammonium (^NH4+) et des ions mercure (I) (^Hg2+2). Lorsque des ions polyatomiques sont présents, ils gardent toujours leur nom ! Ainsi, la façon la plus simple de nommer les composés impliquant des ions polyatomiques est de mémoriser leur nom !

Voici une liste des ions polyatomiques les plus courants que tu pourrais rencontrer :

Examinons quelques problèmes impliquant des ions polyatomiques.

1) Nomme le composé ionique suivant :_CoCO3

Tout d'abord, remarque que CO3_est un anion polyatomique : ^CO3-2. Le cobalt (Co) est un métal de transition, il peut donc avoir plusieurs charges. Comme il y a une charge de -2 sur ^CO3-2, nous pouvons supposer que la charge du Co est de +2. En d'autres termes, ^Co+2 cède deux électrons de valence et ^CO3-2 accepte deux électrons de valence.

Puisqu'un anion polyatomique est présent, nous devons conserver son nom. En consultant la liste des ions polyatomiques, nous savons que le nom de ^CO3-2 est carbonate. Le nom de ce composé sera donc ^Co+2 métal + anion polyatomique : Carbonate de cobalt (II).

2) Écris la formule du composé ionique suivant : Sulfate de magnésium

Nous savons que le cation magnésium (Mg) a une charge de +2 et que le sulfate est un type d'anion polyatomique dont la formule est _SO42-^. Comme la charge du cation et de l'anion est la même, ils s'annulent l'un l'autre, nous n'avons donc pas besoin de l'écrire. La formule du sulfate de magnésium serait donc MgSO4_.

Voyons maintenant la nomenclature des composés moléculaires. Il est plus facile de nommer les composés moléculaires que la nomenclature des composés ioniques lorsqu'il s'agit de les nommer.

1. Tout d'abord, regarde le premier non-métal et écris son préfixe numérique. Toutefois, si le premier non-métal a un préfixe de 1, n'ajoute pas le préfixe "mono".

2. Écris le nom du premier non-métal.

3. Écris le préfixe numérique du deuxième non-métal.

4. Écris le nom de base du deuxième non-métal et remplace la terminaison par -ide.

Les préfixes numériques que tu dois apprendre si tu ne l'as pas encore fait sont les suivants :

Tu ne sais plus où tu en es ? Voyons quelques exemples !

Différence entre les composés ioniques et moléculaires

Maintenant que nous avons appris la structure et les propriétés des composés ioniques, voyons ce que sont les composés moléculaires pour apprendre en quoi ils diffèrent des composés ioniques. Lorsque des non-métaux sont assemblés par des liaisons covalentes, ils forment des composés moléculaires. Au lieu qu'un cation cède ses électrons à un anion comme c'est le cas dans la liaison ionique, la liaison covalente consiste à partager les électrons de valence entre deux atomes.

Pour mieux comprendre comment les non-métaux forment des liaisons covalentes, regarde la figure ci-dessous. Ici, un atome de carbone se lie à deux atomes d'oxygène pour former le dioxyde de carbone_CO2. Le carbone a quatre électrons de valence et l'oxygène en a six.

Ils veulent tous les deux avoir des enveloppes extérieures pleines (8 électrons), alors ils partagent des électrons entre eux ! Chaque atome d'oxygène partagera deux électrons avec le carbone, et le carbone partagera deux électrons avec chaque atome d'oxygène.

Propriétés des molécules covalentes simples

Les molécules covalentes simples ont des points de fusion et d'ébullition bas. Elles sont également insolubles dans l'eau et sont considérées comme de mauvais conducteurs d'électricité car elles ne peuvent pas porter de charge (elles sont neutres). Le_CO2, l'_O2 et le_NH4 sont des exemples courants de molécules covalentes simples.

Propriétés des macromolécules covalentes

Les macromolécules sont également appelées structures covalentes géantes. Ces composés sont également des composés moléculaires, mais ils ont des propriétés différentes. Les macromolécules ont des points de fusion et d'ébullition élevés, et elles sont dures et solides. Elles sont également insolubles dans l'eau et incapables de conduire l'électricité. Le silicium et le diamant sont des exemples de macromolécules.

Conductivité des composés moléculaires et ioniques

Parlons un peu plus de la conductivité des composés moléculaires et ioniques. Les composés ioniques ne sont capables de conductivité électrique que lorsqu'ils sont fondus ou dissous. Lorsque le solide ionique est dissous dans l'eau ou à l'état fondu, les ions se séparent et deviennent libres de se déplacer et de conduire l'électricité.

Lescomposés covalents, en revanche, sont incapables de conduire l'électricité parce qu'ils n'ont pas de particules chargées qui peuvent se déplacer librement. La seule exception est le graphite. Le graphite possède des électrons libres qui peuvent se déplacer dans la structure solide et conduire l'électricité.

Exemples de composés ioniques et moléculaires

Voyons maintenant des exemples de composés ioniques et moléculaires. Parmi les exemples de composés ioniques, on peut citer CuCl et CuSO4_.

Lechlorure cuivreux (CuCl ) est un solide ionique dont le point de fusion est de 430 °C. En chimie organique, CuCl peut être utilisé dans une réaction avec des sels de diazonium aromatiques pour former des chlorures d'aryle. Il peut également être utilisé comme catalyseur dans d'autres réactions organiques. Lesulfate de cuivre (II ) est également un solide ionique et son point de fusion est de 200 °C. CuSO4 a de nombreuses utilisations, notamment en tant qu'additif pour le sol dans l'agriculture et en tant que conservateur du bois.

Parmi les exemples de composés moléculaires, on peut citer _N2O4 et CO. Le tétroxyde d'azote (_N2O4) est un gaz à température ambiante. Son point d'ébullition est de 21,2 °C. Le _N2O4 peut être utilisé comme additif au carburant, par exemple comme propulseur de fusée ! Lemonoxyde de carbone (CO) est également un gaz à l'état solide et son point d'ébullition est de -191,5 °C . Le monoxyde de carbone peut être très dangereux. Par exemple, lorsqu'une personne est victime d'un empoisonnement au CO, ces molécules de monoxyde de carbone se lient à l'hémoglobine à la place des molécules d'oxygène.

J'espère que tu es maintenant plus à l'aise avec les composés ioniques et moléculaires ; peut-être pourras-tu les différencier grâce à leurs propriétés spécifiques !