N° 384 avril 2014

Liaison(s) chimique(s) : forces ou énergie ? En tout cas, électrostatique !

Pagination : 29-37
Rubrique : Enseignement et formation
Mots-clés : Liaison chimique, énergie de liaison, forces de liaison, liaison covalente, ionique, van der Waals, enseignement.
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Représentation 3D de la densité électronique de H2. Les attracteurs sont les points bleus ; le point critique, le point rouge.

La liaison chimique est habituellement définie en privilégiant l’un des points de vue : énergie, « échange » (ou « mise en commun ») d’électrons, forces moléculaires. Dans cet article, ces trois aspects sont d’abord examinés pour le prototype H2. Les diverses composantes de l’énergie de liaison sont discutées et la notion ambiguë d’« échange » est analysée.

Il est montré que les forces agissant sur les noyaux peuvent – au moins en théorie – être calculées par la théorie électrostatique classique, ce qui permet la délimitation de zones où les électrons exercent sur ceux-ci des forces plus ou moins attractives (liantes) ou répulsives (antiliantes).

Divers types de liaisons (covalente, ionique, van der Waals) sont ensuite examinés pour souligner leur origine physique commune : l’attraction des noyaux par les électrons, compensant exactement la répulsion internucléaire. Ceci amène à privilégier la notion de force pour définir la liaison chimique dans son sens le plus général.