Propriétés des composés covalents

Composés covalents

Avant de parler de leurs propriétés, voyons d'abord ce que sont les composés co valents.

À titre d'exemple, voici une liste de quelques composés covalents :

• _H2O-Eau

• _SiO2- Dioxyde de silicium (le silicium (Si) est un métalloïde)

• _{NH3-Ammoniaque}

• _F2-Fluor

Types de liaisons covalentes

Il existe différents types de liaisons covalentes. Ces "types" peuvent être divisés en deux catégories : les catégories basées sur le nombre et les catégories basées sur l'électronégativité.

Décomposons ces types en fonction de leur catégorie

Types de liaisons covalentes : les nombres

Il existe trois types de liaisons covalentes numérotées :

• Simple
• double
• Triple

Les liaisons covalentes numérotées dépendent de deux facteurs : le nombre d'électrons partagés et les types de chevauchement des orbitales.

En termes d'électrons partagés, chaque liaison contient 2 électrons. Par conséquent, les liaisons doubles partagent 4 électrons au total, tandis que les liaisons triples en partagent six.

Et maintenant, le chevauchement orbital :

Il existe quatre principaux types d'orbitales, à savoir :

• Orbitales S

  • Contiennent 1 sous-orbite (ont un total de 2 électrons)

• Orbitales P

  • Contiennent 3 sous-orbitales (avec un total de 6 électrons, 2 chacun)

• Orbitales D

  • Contient 5 sous-orbitales (avec un total de 10 électrons, 2 chacun)

• Orbitales F

  • Contiennent 7 sous-orbitales (avec un total de 14 électrons, 2 chacun)

Voici à quoi ressemblent ces orbitales :

Fig.1 Les différentes formes orbitales et sous-orbitales

Lesliaisons covalentes simples sont causées par un chevauchement orbital direct. Ces liaisons sont également appelées liaisons sigma (σ) . Dans les liaisons doubles et triples, la première de ces liaisons est une liaison σ , tandis que la ou les autres sont des liaisons pi (π). Les liaisons Π sont causées par un chevauchement latéral entre les orbitales.

Tu trouveras ci-dessous un exemple de ces deux types de liaisons :

Fig.2-Exemples de liaisons sigma et pi.

La rangée du haut présente des exemples de liaisons sigma, tandis que la rangée du bas présente des liaisons pi. La liaison pi ne peut se produire qu'entre des orbitales d'énergie p ou supérieure (c'est-à-dire d ou f), tandis que la liaison sigma peut se produire entre n'importe quelles orbitales.

Voici à quoi ressemblent ces liaisons :

Fig.3 - Différents types de liaisons covalentes numérotées

Types de liaisons covalentes : électronégativité

La deuxième catégorie de liaison covalente est basée sur l'électronégativité.

Les éléments ayant la plus grande électronégativité se trouvent en haut à droite du tableau périodique (fluor) tandis que les éléments ayant la plus petite électronégativité se trouvent en bas à gauche (francium), comme le montre la figure ci-dessous :

Fig.4-Tableau des électronégativités

Les deux types de liaisons covalentes de cette catégorie sont :

• Les liaisons covalentes non polaires

• Covalente polaire

Ici, la "polarité" fait référence à la différence d'électronégativité entre les éléments. Lorsqu'un élément a une électronégativité nettement supérieure (>0,4), la liaison est considérée comme polaire.

Ce qui se passe, c'est que les électrons sont attirés par cet élément plus électronégatif, ce qui entraîne une répartition inégale des électrons. À son tour, le côté ayant le plus d'électrons est légèrement chargé négativement (δ-), et le côté ayant le moins d'électrons est légèrement chargé positivement (δ+)

Par exemple, voici le HF (fluorure d'hydrogène), qui est un composé covalent polaire :

Fig.5-Le fluorure d'hydrogène possède une liaison covalente polaire.

La séparation de ces charges s'appelle un dipôle.

Dans les liaisons covalentes non polaires, la différence d'électronégativité est suffisamment faible (<0,4) pour qu'il n'y ait pas de répartition des charges et donc pas de polarité. C'est le cas par exemple de la liaison_F2.

Déterminer la longueur des liaisons covalentes

Passons maintenant à la longueur des liaisons.

La longueur des liaisons covalentes est déterminée par l'ordre des liaisons.

Plus l'ordre de liaison est élevé, plus la liaison est courte . La raison pour laquelle les liaisons plus importantes sont plus courtes est que les forces d'attraction entre elles sont plus fortes.

Dans le cas des composés diatomiques (à deux atomes), l'ordre des liaisons est simplement égal au nombre de liaisons (c'est-à-dire simple = 1, double = 2 et triple = 3). Cependant, pour les composés comportant plus de deux atomes, l'ordre des liaisons est égal au nombre total de liaisons moins le nombre d'éléments liés à cet atome.

Prenons un exemple rapide pour t'expliquer :

Caractéristiques et propriétés des composés covalents

Maintenant que nous avons couvert les bases, nous pouvons enfin parler des propriétés des composés covalents !

Voici quelques-unes des propriétés et caractéristiques courantes des composés covalents :

• Points de fusion et d'ébullition bas

  • Bien que les liaisons elles-mêmes soient solides, les forces entre les molécules (appelées forces intermoléculaires) sont plus faibles que celles entre les composés ioniques, et il est donc plus facile de les briser ou de les interrompre.

• Mauvais conducteurs d'électricité

  • Les composés covalents ne contiennent pas d'ions ou de particules chargées, ils ne peuvent donc pas bien transporter les électrons.

• Ils sont mous et flexibles.

  • Cependant, si les composés sont cristallins, ce n'est pas le cas.

• Les composés covalents non polaires se dissolvent mal dans l'eau.

  • L'eau est un composé polaire, et la règle de dissolution est la suivante : "ce qui est semblable se dissout comme" (c'est-à-dire que le polaire dissout le polaire et le non polaire dissout le non polaire).

Utilisations des composés covalents

Il existe une pléthore de composés covalents et, par conséquent, une pléthore d'utilisations. Voici quelques-uns des nombreux composés covalents et de leurs utilisations :

• Le saccharose (sucre de table) (_C12H22O11) est un édulcorant courant dans les aliments.

• L'eau (_H2O) est un composé nécessaire à toute forme de vie.

• L'ammoniac (_NH3) est utilisé dans plusieurs types de produits de nettoyage.

• Le méthane (_CH4) est le principal composant du gaz naturel et peut être utilisé pour le chauffage domestique et les cuisinières à gaz.