Chapter 3: Molecules, Compounds, and Chemical Equations

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3.1:

Molécules et composés

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Chemistry

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Molecules and Compounds

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3.2: Chemical Formulas

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Dans la nature, toute la matière est composée d’unités chimiques de base appelées éléments ayant des propriétés physiques et chimiques spécifiques. Le tableau périodique énumère un total de 118 éléments identifiés à ce jour. L’unité constitutive de chaque élément est l’atome.Certains éléments comme l’hélium, le néon, l’argent ou le platinum existent en tant qu’unités d’atomes individuels indépendants. D’autres éléments comme l’hydrogène, l’oxygène ou le soufre existent en tant qu’unités de deux ou plus atomes identiques. Ces atomes multiples sont maintenus ensemble par de fortes forces électrostatiques appelées liaisons chimiques, formant des unités stables appelées molécules.En outre, deux ou plusieurs éléments différents peuvent également se combiner pour former des molécules comme l’eau ou le fructose. Telles molécules qui sont formées par la combinaison d’atomes de deux éléments ou plus, chimiquement unis dans une proportion fixe, sont également appelées composants. Par conséquent, les molécules d’eau et de fructose sont également des composants.L’eau est une molécule formée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. En revanche, le fructose est une molécule qui contient six atomes de carbone, douze atomes d’hydrogène, et six atomes d’oxygène. Les atomes individuels dans un composant sont maintenus ensemble par des liaisons chimiques, dictant le type de composant formé tel qu’un composant ionique ou moleculaire.Les composants moléculaires covalenteur, comme l’eau, se forment lorsque les atomes non métalliques se réunissent et partagent leurs électrons de valence via une liaison covalente. Les électrons partagés entre deux atomes réduisent l’énergie potentielle et créent des molécules plus stables par rapport aux atomes individuels. Les composés ioniques, comme le chlorure de sodium, se forment lorsque les atomes métalliques et non métalliques se rejoignent.Les métaux perdent facilement des électrons devenant des cations, tandis que les non-métaux gagnent facilement des électrons devenant des anions. Ainsi, les atomes métalliques transfèrent des électrons à des atomes non métalliques et les interactions électrostatiques entre les ions chargés de manière opposée forment des liaisons ioniques. La capacité des éléments à former des composants contribue à la grande diversité de la matière qui existe dans la nature.

3.1:

Molécules et composés

Atomes et molécules

Tout dans l’univers est constitué de matière, et la matière est composée d’une combinaison d’éléments. Un atome est la plus petite unité d’un élément qui conserve toutes les propriétés de l’élément. Par exemple, une pièce en argent est constituée d’atomes d’argent, et chaque atome d’argent conserve les propriétés uniques de l’élément — l’argent.

Les éléments sont des substances pures constituées d’atomes identiques qui ne peuvent pas être décomposés en substances plus simples par des transformations chimiques. Les éléments atomiques contiennent des atomes seuls comme unité de base. Le carbone est composé d’atomes de carbone et le sodium est composé d’atomes de sodium. La plupart des éléments sont des éléments atomiques. Il y a, cependant, quelques éléments qui existent en tant que combinaison d’atomes et qui ne sont jamais trouvés dans la nature en tant qu’atomes simples. Ces éléments sont appelés des éléments moléculaires. Les éléments moléculaires existent sous la forme de molécules avec deux atomes ou plus liés ensemble. Ils peuvent être diatomiques, comme les gaz hydrogène (H₂), oxygène (O₂) ou chlore (Cl₂), ou polyatomiques comme le soufre (S₈) et le phosphore (P₄).

Une molécule est constituée de deux atomes ou plus, qui sont reliés par des forces intenses appelées des liaisons chimiques. Une molécule peut être constituée de deux ou plusieurs atomes identiques, ou de deux ou plusieurs atomes différents. Lorsque la molécule est constituée d’atomes de deux ou plusieurs éléments différents qui sont combinés suivant des rapports de nombres entiers fixes, la molécule est également un composé. Par exemple, l’eau est un composé, et chaque molécule d’eau (H₂O) est une unité qui contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. La molécule glucose (C₆H₁₂O₆) est aussi un composé qui contient six atomes de carbone, douze atomes d’hydrogène et six atomes d’oxygène.

Les composés sont des substances pures composées de deux éléments ou plus dans des proportions fixes et définies. Les composés sont classés comme moléculaires ou ioniques en fonction des liaisons présentes.

Composés

La nature des forces d’attraction qui maintiennent les atomes ensemble à l’intérieur d’un composé détermine le type de liaison chimique formée. Le transfert complet d’électrons entre un atome métallique et un atome non métallique entraîne la formation d’ions avec des charges de signes opposés. L’attraction électrostatique entre les ions est appelée liaison ionique, et les composés formés par des liaisons ioniques sont des composés ioniques. Par exemple, le chlorure de sodium NaCl est un composé ionique.

La mise en commun d’électrons entre deux atomes non métalliques ou plus donne des liaisons covalentes, et les composés formés par des liaisons covalentes sont appelés composés covalents ou composés moléculaires. Les liaisons covalentes sont les forces d’attraction entre les noyaux chargés positivement des atomes liés et les électrons chargés négativement partagés entre les atomes.

Ce texte est adapté de OpenStax Chemistry 2e, Section 2.6 : Composés moléculaires et ioniques.