12
6 Liaisonscovalentes
Mots clés
Liaison covalente, règle de l’octet, structures de Lewis, énergie de liaison
1. NATURE DE LA LIAISON COVALENTE
Les électrons de la couche externe d’un atome sont appelés électrons de valence ; une
liaison covalente entre deux atomes résulte de la mise en commun de deux électrons de
valence. Les éléments constitutifs des molécules biologiques courantes peuvent contracter
de 1 à 6 liaisons covalentes :
Atome
Période
(n)
Électrons
internes
Électrons
de valence
Nombre de liaisons
covalentes contractées
Nombre final d’électrons
(gaz rare)
H
1
1s 1
1
2 (He)
C
2
1s 2
2s 2 2p 2
4
8 (Ne)
N
2
1s 2
2s 2 2p 3
3
8 (Ne)
O
2
1s 2
2s 2 2p 4
2
8 (Ne)
P
3
1s 2 2s 2 2p 6
3s 2 3p 3
5
10
S
3
1s 2 2s 2 2p 6
3s 2 3p 4
2, 4 ou 6
8 (Ar), 10 ou 12
2. RÈGLE DE L’OCTET
La formation de liaisons covalentes aboutit à une occupation de la couche externe
comparable à celle du gaz rare le plus proche dans la même période. Le nombre correspondant d’électrons est égal à 2 pour l’hydrogène qui adopte donc la configuration
électronique de l’hélium. Tous les autres gaz rares présentent 8 électrons sur leur couche
externe (configuration ns 2 np 6 ) ; les éléments ont tendance à peupler leur couche externe
avec 8 électrons (règle de l’octet), ce qui se vérifie avec le carbone, l’azote et l’oxygène.
Cette règle est souvent transgressée par exemple par le phosphore et le soufre qui peuvent entrer dans la composition de composés hypervalents. Dans l’acide phosphorique
(H 3 PO 4 ) et dans tous les composés phosphorylés, le phosphore contracte 5 liaisons
covalentes et s’entoure donc de 10 électrons. Dans certains composés soufrés comme
le sulfure d’hydrogène (H 2 S), la cystéine, la méthionine, ou les sulfures organiques, le
soufre est effectivement entouré de 8 électrons (configuration de l’argon), mais dans les
composés oxygénés comme l’acide sulfurique (H 2 SO 4 ) ou les esters de sulfate, le soufre
contracte 6 liaisons covalentes (12 électrons).
3. FORMULES DÉVELOPPÉES
Dans les formules développées, un trait unissant les symboles de deux atomes symbolise
une liaison covalente simple, appelée liaison s (lettre grecque sigma) ; ce trait rappelle
9782100724185-Livre.indb 12
20/05/15 19:10
6 Liaisonscovalentes
Mots clés
Liaison covalente, règle de l’octet, structures de Lewis, énergie de liaison
1. NATURE DE LA LIAISON COVALENTE
Les électrons de la couche externe d’un atome sont appelés électrons de valence ; une
liaison covalente entre deux atomes résulte de la mise en commun de deux électrons de
valence. Les éléments constitutifs des molécules biologiques courantes peuvent contracter
de 1 à 6 liaisons covalentes :
Atome
Période
(n)
Électrons
internes
Électrons
de valence
Nombre de liaisons
covalentes contractées
Nombre final d’électrons
(gaz rare)
H
1
1s 1
1
2 (He)
C
2
1s 2
2s 2 2p 2
4
8 (Ne)
N
2
1s 2
2s 2 2p 3
3
8 (Ne)
O
2
1s 2
2s 2 2p 4
2
8 (Ne)
P
3
1s 2 2s 2 2p 6
3s 2 3p 3
5
10
S
3
1s 2 2s 2 2p 6
3s 2 3p 4
2, 4 ou 6
8 (Ar), 10 ou 12
2. RÈGLE DE L’OCTET
La formation de liaisons covalentes aboutit à une occupation de la couche externe
comparable à celle du gaz rare le plus proche dans la même période. Le nombre correspondant d’électrons est égal à 2 pour l’hydrogène qui adopte donc la configuration
électronique de l’hélium. Tous les autres gaz rares présentent 8 électrons sur leur couche
externe (configuration ns 2 np 6 ) ; les éléments ont tendance à peupler leur couche externe
avec 8 électrons (règle de l’octet), ce qui se vérifie avec le carbone, l’azote et l’oxygène.
Cette règle est souvent transgressée par exemple par le phosphore et le soufre qui peuvent entrer dans la composition de composés hypervalents. Dans l’acide phosphorique
(H 3 PO 4 ) et dans tous les composés phosphorylés, le phosphore contracte 5 liaisons
covalentes et s’entoure donc de 10 électrons. Dans certains composés soufrés comme
le sulfure d’hydrogène (H 2 S), la cystéine, la méthionine, ou les sulfures organiques, le
soufre est effectivement entouré de 8 électrons (configuration de l’argon), mais dans les
composés oxygénés comme l’acide sulfurique (H 2 SO 4 ) ou les esters de sulfate, le soufre
contracte 6 liaisons covalentes (12 électrons).
3. FORMULES DÉVELOPPÉES
Dans les formules développées, un trait unissant les symboles de deux atomes symbolise
une liaison covalente simple, appelée liaison s (lettre grecque sigma) ; ce trait rappelle
9782100724185-Livre.indb 12
20/05/15 19:10