LIAISON COVALENTE NON POLAIRE: CARACTÉRISTIQUES, FORMATION, TYPES - CHIMIE - 2025

Une liaison covalente non polaire est un type de liaison chimique dans lequel deux atomes possédant des électronégativités similaires partagent des électrons pour former une molécule.

Ce type de liaison se retrouve dans un grand nombre de composés aux caractéristiques différentes, se trouvant entre les deux atomes d'azote qui forment l'espèce gazeuse (N ₂), et entre les atomes de carbone et d'hydrogène qui maintiennent ensemble la molécule de méthane gazeux. (CH ₄), par exemple.

Liaison covalente non polaire du méthane. Par CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Il est connu sous le nom d'électronégativité à la propriété que possèdent les éléments chimiques qui se réfère à la taille de la capacité de ces espèces atomiques à attirer la densité électronique les unes vers les autres.

La polarité des liaisons covalentes non polaires diffère dans l'électronégativité des atomes de moins de 0,4 (comme indiqué par l'échelle de Pauling). S'il était supérieur à 0,4 et inférieur à 1,7, ce serait une liaison covalente polaire, tandis que s'il était supérieur à 1,7, ce serait une liaison ionique.

Il est à noter que l'électronégativité des atomes ne décrit que ceux qui sont impliqués dans une liaison chimique, c'est-à-dire lorsqu'ils font partie d'une molécule.

Caractéristiques générales de la liaison covalente non polaire

Le terme «non polaire» caractérise des molécules ou des liaisons qui ne présentent aucune polarité. Lorsqu'une molécule est non polaire, cela peut signifier deux choses:

-Ses atomes ne sont pas liés par des liaisons polaires.

-Il a des liaisons de type polaire, mais celles-ci ont été orientées de manière tellement symétrique que chacune annule le moment dipolaire de l'autre.

Par Jacek FH, de Wikimedia Commons

De même, il existe un grand nombre de substances dans lesquelles leurs molécules restent liées entre elles dans la structure du composé, que ce soit en phase liquide, gazeuse ou solide.

Lorsque cela se produit, cela est dû, en grande partie, aux forces ou interactions dites de van der Waals, en plus des conditions de température et de pression dans lesquelles la réaction chimique a lieu.

Ces types d'interactions, qui se produisent également dans les molécules polaires, se produisent en raison du mouvement des particules subatomiques, principalement des électrons, lorsqu'elles se déplacent entre les molécules.

En raison de ce phénomène, en quelques instants, les électrons peuvent s'accumuler à une extrémité de l'espèce chimique, se concentrant dans des zones spécifiques de la molécule et lui donnant une sorte de charge partielle, générant certains dipôles et rendant les molécules assez proches les unes des autres. l'un l'autre.

Polarité et symétrie

Cependant, ce petit dipôle n'est pas formé dans des composés liés par des liaisons covalentes non polaires, car la différence entre leurs électronégativités est pratiquement nulle ou totalement nulle.

Dans le cas de molécules ou de liaisons constituées de deux atomes égaux, c'est-à-dire lorsque leurs électronégativités sont identiques, la différence entre eux est nulle.

En ce sens, les liaisons sont classées comme covalentes non polaires lorsque la différence d'électronégativités entre les deux atomes qui composent la liaison est inférieure à 0,5.

Au contraire, lorsque cette soustraction aboutit à une valeur comprise entre 0,5 et 1,9, elle est caractérisée comme covalente polaire. Alors que, lorsque cette différence aboutit à un nombre supérieur à 1,9, elle est définitivement considérée comme une liaison ou un composé de nature polaire.

Ainsi, ce type de liaisons covalentes se forme grâce au partage d'électrons entre deux atomes qui abandonnent également leur densité électronique.

Pour cette raison, en plus de la nature des atomes impliqués dans cette interaction, les espèces moléculaires qui sont liées par ce type de liaison ont tendance à être assez symétriques et, par conséquent, ces liaisons sont généralement assez fortes.

Comment se forme la liaison covalente non polaire?

En général, les liaisons covalentes naissent lorsqu'une paire d'atomes participe au partage de paires d'électrons, ou lorsque la distribution de la densité électronique est égale entre les deux espèces atomiques.

Le modèle de Lewis décrit ces unions comme des interactions qui ont un double objectif: les deux électrons sont partagés entre la paire d'atomes impliqués et, en même temps, remplissent le niveau d'énergie le plus externe (coquille de valence) de chacun d'eux, leur accordant une plus grande stabilité.

Comme ce type de liaison est basé sur la différence d'électronégativités entre les atomes qui le composent, il est important de savoir que les éléments avec la plus électronégativité (ou plus électronégative) sont ceux qui attirent le plus fortement les électrons les uns vers les autres.

Cette propriété a tendance à augmenter dans le tableau périodique dans le sens gauche-droite et dans le sens ascendant (de bas en haut), de sorte que l'élément considéré comme le moins électronégatif du tableau périodique est le francium (environ 0,7) et celui avec la plus d'électronégativité est le fluor (environ 4,0).

Ces liaisons se produisent plus couramment entre deux atomes appartenant à des non-métaux ou entre un non-métal et un atome de nature métalloïde.

Commande et énergie

D'un point de vue plus interne, en termes d'interactions énergétiques, on peut dire qu'une paire d'atomes s'attirent et forment une liaison si ce processus se traduit par une diminution de l'énergie du système.

De même, lorsque les conditions données favorisent que les atomes qui interagissent s'attirent, ils se rapprochent et c'est à ce moment que la liaison est produite ou formée; tant que cette approche et l'union ultérieure impliquent une configuration qui a moins d'énergie que l'arrangement initial, dans lequel les atomes étaient séparés.

La manière dont les espèces atomiques se combinent pour former des molécules est décrite par la règle de l'octet, proposée par le physico-chimiste d'origine américaine Gilbert Newton Lewis.

Cette règle célèbre stipule principalement qu'un atome autre que l'hydrogène a tendance à se lier jusqu'à ce qu'il soit entouré de huit électrons dans sa couche de valence.

Cela signifie que la liaison covalente prend naissance lorsque chaque atome manque de suffisamment d'électrons pour remplir son octet, c'est-à-dire lorsqu'ils partagent leurs électrons.

Pour obtenir la stabilité de la structure du CO2, l'atome de carbone doit former deux doubles liaisons avec chaque atome d'oxygène, remplissant ainsi la règle de l'octet.

Cette règle a ses exceptions, mais en termes généraux elle dépend de la nature des éléments impliqués dans le lien.

Types d'éléments qui forment la liaison covalente non polaire

Lorsqu'une liaison covalente non polaire est formée, deux atomes du même élément ou des éléments différents peuvent être joints en partageant des électrons à partir de leurs niveaux d'énergie les plus externes, qui sont ceux disponibles pour former des liaisons.

Lorsque cette union chimique se produit, chaque atome a tendance à acquérir la configuration électronique la plus stable, qui est celle qui correspond aux gaz rares. Ainsi, chaque atome "cherche" généralement à acquérir la configuration de gaz rare la plus proche dans le tableau périodique, avec moins ou plus d'électrons que sa configuration d'origine.

Ainsi, lorsque deux atomes d'un même élément se rejoignent pour former une liaison covalente non polaire, c'est que cette liaison leur donne une configuration moins énergétique et donc plus stable.

L'exemple le plus simple de ce type est celui de l'hydrogène gazeux (H ₂), bien que d'autres exemples soient les gaz oxygène (O ₂) et azote (N ₂).

Deux atomes d'hydrogène identiques dans lesquels la paire d'électrons s'attirent de la même manière, ce qui entraîne l'absence de polarité dans la liaison.

Liaisons covalentes non polaires de différents atomes

Une liaison non polaire peut également être formée entre deux éléments non métalliques ou un métalloïde et un élément non métallique.

Dans le premier cas, les éléments non métalliques sont constitués de ceux qui appartiennent à un groupe sélectionné du tableau périodique, parmi lesquels les halogènes (iode, brome, chlore, fluor), les gaz nobles (radon, xénon, krypton), argon, néon, hélium) et quelques autres comme le soufre, le phosphore, l'azote, l'oxygène, le carbone, entre autres.

Un exemple de ceux-ci est l'union des atomes de carbone et d'hydrogène, la base de la plupart des composés organiques.

Dans le second cas, les métalloïdes sont ceux qui ont des caractéristiques intermédiaires entre les non-métaux et les espèces appartenant aux métaux du tableau périodique. Parmi ceux-ci sont: le germanium, le bore, l'antimoine, le tellure, le silicium, entre autres.

Exemples

On peut dire qu'il existe deux types de liaisons covalentes. Bien qu'en pratique ceux-ci n'aient aucune différence entre eux, ce sont:

-Lorsque des atomes identiques forment une liaison.

-Lorsque deux atomes différents se réunissent pour former une molécule.

Entre des atomes identiques

Dans le cas de liaisons covalentes non polaires qui se produisent entre deux atomes identiques, l'électronégativité de chacun n'a pas vraiment d'importance, car ils seront toujours exactement les mêmes, de sorte que la différence d'électronégativités sera toujours nulle.

C'est le cas des molécules gazeuses telles que l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le fluor, le chlore, le brome, l'iode.

Liaison covalente non polaire de deux atomes d'oxygène identiques.

Entre différents atomes

Au contraire, lorsqu'il s'agit d'unions entre différents atomes, leurs électronégativités doivent être prises en compte pour les classer comme non polaires.

C'est le cas de la molécule de méthane, où le moment dipolaire formé dans chaque liaison carbone-hydrogène est annulé pour des raisons de symétrie. Cela signifie l'absence de séparation des charges, de sorte qu'elles ne peuvent pas interagir avec des molécules polaires telles que l'eau, rendant ces molécules et autres hydrocarbures polaires hydrophobes.

Les autres molécules non polaires sont: le tétrachlorure de carbone (CCl ₄), le pentane (C ₅ H ₁₂), l'éthylène (C ₂ H ₄), le dioxyde de carbone (CO ₂), le benzène (C ₆ H ₆) et le toluène (C ₇ H ₈).

Liaison covalente non polaire du dioxyde de carbone.

Références

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