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2. Le rayon covalent
Il représente la « taille » d ’un atome dans une molécule et se définit à partir des distances de liaison. Pour une molécule diatomique homonucléaire, il est simplement
égal à la moitié de la distance de liaison.
Ainsi, celle de la molécule de dihydrogène
étant égale à 74 pm, le rayon covalent
de l’atome d’hydrogène est égal à 37 pm.
Il est alors possible de prédire approximativement les distances de liaison en faisant la
somme des rayons covalents des atomes mis en jeu.
À partir des données du tableau p. 90, on trouve que le rayon covalent de l’atome de
carbone simplement lié est égal à la moitié de 154 pm, soit 77 pm. On peut alors prédire que
la distance CH, somme des rayons covalents des atomes de carbone et d’hydrogène, sera
environ égale à 37 + 77 = 114 pm. Cette valeur est raisonnablement proche de la distance
mesurée expérimentalement dans le méthane CH^ : 109 pm.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________^
On peut de cette façon prédire les valeurs des longueurs de liaison dans toutes les
molécules ; pour les double ou triple liaisons, il sera bien sûr nécessaire d’utiliser le
rayon covalent qui convient.
Le rayon covalent d’un atome de carbone engagé dans une triple liaison est égal à la moitié
de 120 pm, soit 60 pm et celui d’un atome d’azote à la moitié de 110 pm, soit 55 pm. On
en déduit que la longueur de la triple liaison CN doit être proche de 60 + 55 = 115 pm, en
excellent accord avec la valeur expérimentale (116 pm).
3. Le rayon métallique
Le rayon métallique se définit d’une façon analogue au rayon covalent, mais en prenant
cette fois la distance entre deux atomes les plus proches voisins dans un métal ; il est
donc défini dans le seul cas des solides métalliques.
4. Fréquences de vibration
Même au zéro degré absolu, les atomes ne sont pas immobiles, mais se déplacent autour
de leur position d ’équilibre. On observe ainsi des élongations et des contractions de la
liaison autour de sa distance d ’équilibre et qui sont des vibrations de la liaison. Une
image raisonnable de ce phénomène est de représenter une liaison comme deux atomes
liés par un ressort. Celui-ci possède une fréquence propre et il est alors possible de
le faire entrer en résonance par l’absorption d ’un photon d’énergie convenable ou par
simple chauffage.
Comme la fréquence de résonance est caractéristique de la nature de la liaison, on peut
identifier cette dernière en mesurant la fréquence du photon qui est absorbé : c ’est le
principe de la spectroscopie infrarouge.
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2. Le rayon covalent
Il représente la « taille » d ’un atome dans une molécule et se définit à partir des distances de liaison. Pour une molécule diatomique homonucléaire, il est simplement
égal à la moitié de la distance de liaison.
Ainsi, celle de la molécule de dihydrogène
étant égale à 74 pm, le rayon covalent
de l’atome d’hydrogène est égal à 37 pm.
Il est alors possible de prédire approximativement les distances de liaison en faisant la
somme des rayons covalents des atomes mis en jeu.
À partir des données du tableau p. 90, on trouve que le rayon covalent de l’atome de
carbone simplement lié est égal à la moitié de 154 pm, soit 77 pm. On peut alors prédire que
la distance CH, somme des rayons covalents des atomes de carbone et d’hydrogène, sera
environ égale à 37 + 77 = 114 pm. Cette valeur est raisonnablement proche de la distance
mesurée expérimentalement dans le méthane CH^ : 109 pm.
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On peut de cette façon prédire les valeurs des longueurs de liaison dans toutes les
molécules ; pour les double ou triple liaisons, il sera bien sûr nécessaire d’utiliser le
rayon covalent qui convient.
Le rayon covalent d’un atome de carbone engagé dans une triple liaison est égal à la moitié
de 120 pm, soit 60 pm et celui d’un atome d’azote à la moitié de 110 pm, soit 55 pm. On
en déduit que la longueur de la triple liaison CN doit être proche de 60 + 55 = 115 pm, en
excellent accord avec la valeur expérimentale (116 pm).
3. Le rayon métallique
Le rayon métallique se définit d’une façon analogue au rayon covalent, mais en prenant
cette fois la distance entre deux atomes les plus proches voisins dans un métal ; il est
donc défini dans le seul cas des solides métalliques.
4. Fréquences de vibration
Même au zéro degré absolu, les atomes ne sont pas immobiles, mais se déplacent autour
de leur position d ’équilibre. On observe ainsi des élongations et des contractions de la
liaison autour de sa distance d ’équilibre et qui sont des vibrations de la liaison. Une
image raisonnable de ce phénomène est de représenter une liaison comme deux atomes
liés par un ressort. Celui-ci possède une fréquence propre et il est alors possible de
le faire entrer en résonance par l’absorption d ’un photon d’énergie convenable ou par
simple chauffage.
Comme la fréquence de résonance est caractéristique de la nature de la liaison, on peut
identifier cette dernière en mesurant la fréquence du photon qui est absorbé : c ’est le
principe de la spectroscopie infrarouge.