3.6: Composés moléculaires : formules et nomenclature

Des composés moléculaires, ou composés covalents, se forment lorsque les atomes mettent en commun des électrons pour former des liaisons covalentes. Puisqu'il n'y a pas de transfert d'électrons, les composés moléculaires ne contiennent pas d'ions ; ils se composent plutôt d'un nombre discret de molécules neutres.  

Puisque les composés covalents sont formés à partir de l'association de non-métaux, le tableau périodique peut aider à reconnaître beaucoup d'entre eux. La position des éléments d’un composé dans le tableau périodique peut prédire si le composé est ionique ou covalent (bien qu’il existe des exceptions).

Les caractéristiques des liaisons des composés moléculaires sont différentes des composés ioniques, et elles sont également nommées en utilisant un système différent. Les charges des cations et des anions dictent leurs rapports dans les composés ioniques, de sorte que la mention des noms des ions fournit suffisamment d'informations pour déterminer les formules chimiques. Cependant, comme la liaison covalente permet des variations significatives du rapport selon lequel les atomes sont combinés dans une molécule, les noms des composés moléculaires doivent explicitement identifier ces rapports.

Composés moléculaires composés de deux éléments  

Lorsque deux éléments non métalliques forment un composé moléculaire, plusieurs rapports de combinaison sont souvent possibles. Par exemple, le carbone et l'oxygène peuvent former les composés CO et CO₂. Comme il s'agit de substances différentes ayant des propriétés différentes, elles ne peuvent pas toutes deux avoir le même nom (elles ne peuvent pas toutes deux être appelées oxyde de carbone). Pour en tenir compte, des préfixes spécifiant le nombre d'atomes de chaque élément sont utilisés. Le nom de l'élément le plus non métallique (le plus à droite et/ou en haut du tableau périodique), dont l'extrémité est remplacée par le suffixe –yde, est en premier, suivi du nom de l'élément le plus métallique (le plus à gauche et/ou en bas). Les préfixes grecs désignent les nombres d'atomes de chaque élément.

Lorsqu'un seul atome du premier élément est présent, le préfixe mono- est généralement supprimé de cette partie. Ainsi, le CO est appelé monoxyde de carbone et le CO₂ est appelé dioxyde de carbone. Lorsque deux voyelles sont adjacentes, le préfixe grec est généralement abandonné. Le dioxyde de soufre (SO₂), l'heptafluorure d'iode (IF₇) et le dioxyde d'azote (NO₂) sont des noms de certains composés moléculaires composés de deux éléments.

En chimie, certains composés moléculaires sont généralement représentés en utilisant des noms d'usage plutôt que des noms chimiques. Par exemple, bien que NO soit souvent appelé oxyde nitrique, son vrai nom est monoxyde d'azote. De même, N₂O est connu sous le nom d'oxyde nitreux, même s'il s'agit du monoxyde de diazote. H₂O est généralement appelé l'eau, et non le monoxyde de dihydrogène.

Acides binaires

Certains composés contenant de l'hydrogène sont membres d'une classe importante de substances appelées acides. Beaucoup de ces composés libèrent des ions hydrogène, H⁺, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau. Pour désigner cette propriété chimique distincte, un mélange d’eau et d’acide est désigné avec un nom dérivé du nom du composé.

Si le composé est un acide binaire (composé d'hydrogène et d'un autre élément non métallique), le mot ‘ hydrogène ‘ est d'abord remplacé par le suffixe hydrique. Le nom de l'élément non métallique est modifié par la suppression du suffixe -ure, et ils sont précédés du mot ‘ acide ’. Par exemple, lorsque le gaz HBr (bromure d'hydrogène) est dissous dans l'eau, la solution est appelée acide bromhydrique.

Oxyacides

Les oxyacides sont des composés qui contiennent de l'hydrogène, de l'oxygène et au moins un autre élément, et qui sont liés de manière à donner des propriétés acides au composé. Les oxyacides typiques se composent d'hydrogène combiné à un ion polyatomique contenant de l'oxygène.  

Pour nommer les oxyacides, omettez ‘ hydrogène ’ pour commencer par la racine de l'anion. Remplacer –ate par –ique, ou –ite par –eux et rajoutez le terme – acide –. Par exemple, pour nommer H₂CO₃, – hydrogène – est omis, le –ate de carbonate est remplacé par –ique et acide est rajouté. Ainsi, H₂CO₃ est l'acide carbonique.  

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 2.6 : Composés moléculaires et ioniques et Openstax, Chimie 2e, Section 2.7 : Nomenclature chimique.

Les composés moléculaires sont formés par des atomes de deux éléments non métalliques ou plus via des liaisons covalentes. Cependant, les mêmes éléments peuvent se combiner dans des rapports différents, donnant lieu à des composés moléculaires différents. Par conséquent, chaque composé moléculaire est décrit en utilisant des formules chimiques distinctes et une dénomination systématique basée sur le nombre d'atomes de ses éléments constitutifs.

Un composé moléculaire binaire est représenté en indiquant d'abord l'élément plus métallique situé à gauche et en bas du tableau périodique. L'élément plus non métallique est désigné par la suite. Les indices numériques signifient le nombre d'atomes de chaque élément.

Ces composés moléculaires binaires sont nommés en utilisant un format commençant par un préfixe grec indiquant le nombre d'atomes du premier élément, suivi du nom de l'élément. Le préfixe mono-est généralement omis pour le premier élément. Un deuxième préfixe grec indique le nombre d'atomes du deuxième élément, suivi du nom de base de l'élément se terminant par le suffixe ide'Par conséquent, les deux composés moléculaires différents de carbone et d'oxygène, CO2 et C2O, sont denommés dioxyde de carbone et monoxyde de dicarbone, respectivement.

Les acides, qui sont des composés moléculaires contenant de l'hydrogène qui se dissocient en ions hydrogène plus et en anions dans l'eau, suivent une nomenclature similaire. La formule des acides désigne d'abord l'hydrogène suivi des éléments non métalliques. Les acides peuvent être classés comme des acides binaires ou oxyacides, en fonction de leurs éléments constitutifs.

Les acides binaires sont composés d'hydrogène et d'un non-métal. La nomenclature utilise le terme hydro"suivi par le nom de base non métallique se terminant par le suffixe ic"et se termine par le terme acide"L'acide binaire, HF, est denommé acide fluorhydrique. Les oxyacides, d'autre part, contiennent de l'hydrogène et un oxyanion composé d'un non-métal et d'oxygène.

Les noms des oxyacides dépendent du suffixe de fin dans le nom oxyanion. Pour les oxyanions se terminant par ate'le format utilise le nom de base de l'oxyanion, suivi du suffixe ic'se terminant par le terme acid'L'oxyacide contenant des ions hydrogène et des ions acétate est dénommé acide acétique. Pour les oxyanions terminant par ite"le format utilise la base-nom de l'oxyanion, suivi du suffixe ous'se terminant avec le terme acid"L'oxyacide contenant des ions hydrogène et des ions sulfite est dénommé acide sulfureux.