- définir l'électronégativité comme la capacité d'un atome à attirer des électrons vers lui-même
- expliquer les facteurs influençant les électronégativités des éléments en termes de charge nucléaire, de rayon atomique et de blindage par les couches internes et sous-couches
- énoncer et expliquer les tendances de l'électronégativité à travers une période et le long d'un groupe du Tableau Périodique
- utiliser les différences de valeurs d'électronégativité de Pauling pour prédire la formation de liaisons ioniques et covalentes (la présence de caractère covalent dans certains composés ioniques ne sera pas évaluée) (Les valeurs d'électronégativité de Pauling seront fournies si nécessaire)
Liaisons chimiques
Chimie A-Level · Sujet 3
15:06
Liaisons chimiques
Deux molécules, presque de même taille. L'eau et l'hydrosulfure. Le soufre est directement sous l'oxygène dans le Tableau périodique, donc vous vous attendriez à ce que les deux…
Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés
3.1
Électronégativité
Programme
Source : Programme Cambridge International
L'électronégativité 电负性 est la capacité d'un atome à attirer les électrons 电子 d'une liaison vers lui-même.
Trois facteurs déterminent l'électronégativité d'un atome :
- charge nucléaire 核电荷 : plus de protons attirent plus fortement les électrons de liaison.
- rayon atomique 原子半径 : plus la liaison est proche du noyau, plus l'attraction est forte.
- blindage 屏蔽 par les couches internes et sous-couches : plus d'électrons internes affaiblissent l'attraction sur les électrons de liaison.
Ainsi, l'électronégativité augmente sur une période (charge nucléaire plus élevée, rayon plus petit) et diminue dans un groupe (rayon plus grand, blindage plus important). Le fluor est l'élément le plus électronégatif.

Vous pouvez utiliser la différence de valeur d'électronégativité de Pauling 鲍林电负性 pour prédire le type de liaison. Une grande différence donne une liaison ionique ; une faible différence donne une liaison covalente.
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| electronegativity/ɪˌlektrəʊŋɡəˈtɪvɪti/ | 电负性 | diàn fù xìng |
| electron/ɪˈlektrɒn/ | 电子 | diàn zi |
| nuclear charge/ˈnjuːklɪə tʃɑːdʒ/ | 核电荷 | hé diàn hè |
| atomic radius/əˈtɒmɪk ˈreɪdɪəs/ | 原子半径 | yuán zi bàn jìng |
| shielding/ˈʃiːldɪŋ/ | 屏蔽 | píng bì |
| Pauling electronegativity/ˈpɔːlɪŋ ɪˌlektrəʊŋɡəˈtɪvɪti/ | 鲍林电负性 | bào lín diàn fù xìng |
3.2
Liaison ionique
Programme
- définir la liaison ionique comme l'attraction électrostatique entre des ions de charges opposées (cations chargés positivement et anions chargés négativement)
- décrire la liaison ionique en incluant les exemples de chlorure de sodium, oxyde de magnésium et fluorure de calcium
Source : Programme Cambridge International
La liaison ionique 离子键 est l'attraction électrostatique 静电引力 entre des ions 离子 de charges opposées — des cations 阳 positifs et des anions 阴 négatifs.
Elle se forme lorsqu'un métal cède des électrons à un non-métal. De bons exemples sont le chlorure de sodium ($\text{NaCl}$), l'oxyde de magnésium ($\text{MgO}$) et le fluorure de calcium ($\text{CaF}_2$). Les ions s'empilent dans un réseau géant régulier lattice 晶格, maintenus par l'attraction dans toutes les directions.


Formation d'une liaison ionique (NaCl)
Passez-y étape par étape. Un métal cède son électron externe à un non-métal ; les ions de charges opposées s'attirent ensuite dans un réseau géant.
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| ionic bonding/aɪˈɒnɪk ˈbɒndɪŋ/ | 离子键 | lí zi jiàn |
| electrostatic attraction/ɪˌlektrəʊˈstætɪk əˈtrækʃn/ | 静电引力 | jìng diàn yǐn lì |
| ion/ˈaɪɒn/ | 离子 | lí zi |
| cation/ˈkætaɪən/ | 阳离子 | yáng lí zi |
| anion/ˈænaɪən/ | 阴离子 | yīn lí zi |
| lattice/ˈlætɪs/ | 晶格 | jīng gé |
3.3
Liaison métallique
Programme
- définir la liaison métallique comme l'attraction électrostatique entre des ions métalliques positifs et des électrons délocalisés
Source : Programme Cambridge International
La liaison métallique 金属键 est l'attraction électrostatique entre des ions métalliques positifs et une « mer » d'électrons délocalisés 离域电子.
Les électrons externes sont libres de circuler dans tout le métal. Cela explique pourquoi les métaux conduisent l'électricité et sont solides.

À l'intérieur d'un métal — et pourquoi il se comporte ainsi
Passez-y étape par étape. Des ions positifs reposent dans une mer partagée d'électrons délocalisés. Cette seule image explique la conduction, la malléabilité et la résistance.
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| metallic bonding/məˈtælɪk ˈbɒndɪŋ/ | 金属键 | jīn shǔ jiàn |
| delocalised electrons/dɪˈlɒkəlaɪzd ɪˈlektrɒnz/ | 离域电子 | lí yù diàn zi |
3.4
Liaison covalente et coordonnée
Programme
- définissez la liaison covalente comme attraction électrostatique entre les noyaux de deux atomes et une paire d'électrons partagée (a) décrivez la liaison covalente dans les molécules y compris : • hydrogène, $\text{H}_2$ • oxygène, $\text{O}_2$ • azote, $\text{N}_2$ • chlore, $\text{Cl}_2$ • chlorure d'hydrogène, $\text{HCl}$ • dioxyde de carbone, $\text{CO}_2$ • ammoniac, $\text{NH}_3$ • méthane, $\text{CH}_4$ • éthane, $\text{C}_2\text{H}_6$ • éthène, $\text{C}_2\text{H}_4$ (b) comprenez que les éléments de la période 3 peuvent étendre leur octet y compris dans les composés dioxyde de soufre, $\text{SO}_2$, pentachlorure de phosphore, $\text{PCl}_5$, et hexafluorure de soufre, $\text{SF}_6$ (c) décrivez la liaison coordinate (covalente dative), y compris dans la réaction entre les gaz ammoniac et chlorure d'hydrogène pour former l'ion ammonium, $\text{NH}_4^+$, et dans la molécule $\text{Al}_2\text{Cl}_6$
- (a) décrivez les liaisons covalentes en termes de recouvrement orbitalaire donnant des liaisons $\sigma$ et $\pi$ : • les liaisons $\sigma$ sont formées par le recouvrement direct des orbitales entre les atomes liés • les liaisons $\pi$ sont formées par le recouvrement latéral des orbitales p adjacentes au-dessus et en dessous de la liaison $\sigma$ (b) décrivez comment les liaisons $\sigma$ et $\pi$ se forment dans les molécules y compris $\text{H}_2$, $\text{C}_2\text{H}_6$, $\text{C}_2\text{H}_4$, $\text{HCN}$ et $\text{N}_2$ (c) utilisez le concept d'hybridation pour décrire les orbitales $\text{sp}$, $\text{sp}^2$ et $\text{sp}^3$
- (a) définissez les termes : • énergie de liaison comme l'énergie requise pour briser une mole d'une liaison covalente particulière à l'état gazeux • longueur de liaison comme la distance internucléaire de deux atomes liés covalemment (b) utilisez les valeurs d'énergie de liaison et le concept de longueur de liaison pour comparer la réactivité des molécules covalentes
Source : Programme Cambridge International
La liaison covalente 共价键 est l'attraction électrostatique entre les noyaux de deux atomes et une paire d'électrons partagée.
Les simples molécules à liaisons covalentes comprennent $\text{H}_2$, $\text{O}_2$, $\text{N}_2$, $\text{Cl}_2$, $\text{HCl}$, $\text{CO}_2$, $\text{NH}_3$, $\text{CH}_4$, $\text{C}_2\text{H}_6$ et $\text{C}_2\text{H}_4$. Une double liaison partage deux paires ; une triple liaison (comme dans $\text{N}_2$) partage trois paires.
Les atomes de la période 3 et suivantes peuvent étendre l'octet 扩展八隅体 — avoir plus de huit électrons dans leur couche externe. Exemples : $\text{SO}_2$, $\text{PCl}_5$ et $\text{SF}_6$.
Une liaison coordonnée 配位键 (aussi appelée liaison covalente dative) est une liaison covalente où les deux électrons partagés proviennent du même atome. Par exemple, lorsque l'ammoniac et le chlorure d'hydrogène gazeux se rencontrent, la paire libre sur l'azote forme une liaison coordonnée vers $\text{H}^+$, créant l'ion ammonium $\text{NH}_4^+$. Les liaisons coordonnées relient également les deux moitiés de la molécule $\text{Al}_2\text{Cl}_6$.

Liaisons sigma et pi
Les liaisons covalentes se forment lorsque des orbitales 轨道 se recouvrent :
- une liaison sigma σ键 se forme par le recouvrement direct, tête-bêche, des orbitales entre les deux atomes.
- une liaison pi π键 se forme par le recouvrement latéral de deux orbitales p, au-dessus et en dessous de la liaison sigma.
Une liaison simple est une liaison sigma. Une double liaison (comme dans $\text{C}_2\text{H}_4$) est une liaison sigma plus une liaison pi. Une triple liaison (comme dans $\text{N}_2$ et $\text{HCN}$) est une liaison sigma plus deux liaisons pi.

Hybridation
Hybridation 杂化 mélange des orbitales de la même couche pour former de nouvelles orbitales égales servant à la liaison:
- $\text{sp}$ : deux orbitales égales, utilisées dans une molécule linéaire.
- $\text{sp}^2$ : trois orbitales égales, utilisées dans une molécule plane comme $\text{C}_2\text{H}_4$.
- $\text{sp}^3$ : quatre orbitales égales, utilisées dans $\text{CH}_4$.
Énergie et longueur de liaison
- énergie de liaison 键能 est l'énergie nécessaire pour rompre une mole d'une liaison covalente particulière à l'état gazeux.
- longueur de liaison 键长 est la distance entre les centres des deux atomes liés.
Une liaison plus courte est généralement plus forte (énergie de liaison plus élevée). Les liaisons triples sont plus courtes et plus fortes que les doubles, qui sont elles-mêmes plus courtes et plus fortes que les simples. Des liaisons plus fortes rendent une molécule moins réactive.
Partage d'une paire d'électrons
Passer en revue une liaison covalente : deux atomes se chevauchent et partagent une paire afin que chacun atteigne une couche complète — lorsque les deux tirent également, la liaison est non polaire.
Liaison covalente (partage)
Deux atomes non métalliques se chevauchent et partagent une paire d'électrons — comptée pour les deux — afin que chacun atteigne une couche externe complète. O₂ partage deux paires (une double liaison).
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| covalent bonding/ˈkəʊvələnt ˈbɒndɪŋ/ | 共价键 | gòng jià jiàn |
| expand the octet/ekˈspænd ðɪ ɒkˈtet/ | 扩展八隅体 | kuò zhǎn bā yú tǐ |
| coordinate bond/kəʊˈɔːdɪnət bɒnd/ | 配位键 | pèi wèi jiàn |
| orbital/ˈɔːbɪtl/ | 轨道 | guǐ dào |
| sigma bond/ˈsɪɡmə bɒnd/ | σ键 | σ jiàn |
| overlap/ˌəʊvəˈlæp/ | 重叠 | chóng dié |
| pi bond/paɪ bɒnd/ | π键 | π jiàn |
| hybridisation/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ | 杂化 | zá huà |
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | 键能 | jiàn néng |
| bond length/bɒnd leŋθ/ | 键长 | jiàn zhǎng |
| VSEPR theory/ˈvespə ˈθɪəri/ | 价层电子对互斥理论 | jià céng diàn zi duì hù chì lǐ lùn |
| lone pair/ləʊn peə/ | 孤对电子 | gū duì diàn zi |
| bonding pair/ˈbɒndɪŋ peə/ | 成键电子对 | chéng jiàn diàn zi duì |
| bond angle/bɒnd ˈæŋɡl/ | 键角 | jiàn jiǎo |
| linear/ˈlɪnɪə/ | 直线形 | zhí xiàn xíng |
| trigonal planar/ˈtrɪɡənl ˈpleɪnə/ | 平面三角形 | píng miàn sān jiǎo xíng |
| tetrahedral/ˌtetrəˈhiːdrəl/ | 四面体形 | sì miàn tǐ xíng |
3.5
Formes moléculaires
Programme
- Décrire et expliquer les formes moléculaires et les angles de liaison à l’aide de la théorie VSEPR, en prenant comme exemples simples : • $\text{BF}_3$ (plan trigonal, 120°) • $\text{CO}_2$ (linéaire, 180°) • $\text{CH}_4$ (tétraédrique, 109.5°) • $\text{NH}_3$ (pyramidale, 107°) • $\text{H}_2\text{O}$ (non linéaire, 104.5°) • $\text{SF}_6$ (octaédrique, 90°) • $\text{PF}_5$ (bipyramide trigonale, 120° et 90°)
- prédire les formes, ainsi que les angles de liaison, des molécules et ions analogues à ceux spécifiés en 3.5.1
Source : Programme Cambridge International

Pour déterminer une forme, utilisez la théorie VSEPR 价层电子对互斥理论 : les paires d'électrons autour de l'atome central s'écartent autant que possible, car les charges similaires se repoussent.
Une paire libre 孤对电子 (non liée) repousse plus fortement qu'une paire liante 成键电子对. Chaque paire libre réduit l'angle de liaison 键角 d'environ $2.5°$.
| Molécule | Forme | Angle de liaison |
|---|---|---|
| $\text{CO}_2$ | linéaire 直线形 | $180°$ |
| $\text{BF}_3$ | plan trigonal 平面三角形 | $120°$ |
| $\text{CH}_4$ | tétrahédrique 四面体形 | $109.5°$ |
| $\text{NH}_3$ | pyramidale 三角锥形 | $107°$ |
| $\text{H}_2\text{O}$ | angulaire 角形 | $104.5°$ |
| $\text{PF}_5$ | bipyramide trigonale 三角双锥形 | $120°$ et $90°$ |
| $\text{SF}_6$ | octaédrique 八面体形 | $90°$ |
$\text{NH}_3$ possède une paire libre et $\text{H}_2\text{O}$ en possède deux, ce qui explique pourquoi leurs angles sont inférieurs à la $109.5°$ de $\text{CH}_4$. Vous pouvez prédire les formes de molécules et ions similaires de la même manière.

Exemple résolu. Prédisez la forme et l'angle de liaison de $\text{NH}_3$ et de $\text{H}_2\text{O}$. L'azote a 5 électrons de valence et forme 3 liaisons, laissant 3 paires liantes et 1 paire libre — soit quatre paires au total, partant donc de la géométrie tétraédrique $109.5°$. La paire libre repousse plus fortement et réduit l'angle d'environ $2.5°$, donnant une forme pyramidale d'environ $107°$. L'oxygène forme 2 liaisons et conserve 2 paires libres : toujours quatre paires, mais maintenant deux réductions, donc la forme est angulaire d'environ $104.5°$. Comptez toutes les paires pour fixer la géométrie de base, soustrayez $2.5°$ pour chaque paire libre, et nommez la forme à partir des atomes — $\text{NH}_3$ a quatre paires mais est pyramidale, pas tétraédrique.
Forme issue des liaisons et des paires libres
Comptez les paires liantes et les paires libres autour de l'atome central ; elles se repoussent dans la forme ayant le moins de contraintes. Trois liaisons et une paire libre donnent une pyramide, comme l'ammoniac (NH3).
Prédire la forme moléculaire
Réglez les paires liantes et les doublets non liants. Les paires d'électrons se repoussent et s'écartent autant que possible — cela fixe la forme et l'angle de liaison.
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| pyramidal/pɪˈræmɪdl/ | 三角锥形 | sān jiǎo zhuī xíng |
| bent/bent/ | 角形 | jiǎo xíng |
| trigonal bipyramidal/ˈtrɪɡənl baɪˈpɪrəmɪdl/ | 三角双锥形 | sān jiǎo shuāng zhuī xíng |
| octahedral/ˌɒktəˈhiːdrəl/ | 八面体形 | bā miàn tǐ xíng |
| intermolecular forces/ˌɪntəməˈlekjʊlə ˈfɔːsɪz/ | 分子间作用力 | fèn zǐ jiàn zuò yòng lì |
| molecule/ˈmɒlɪkjuːl/ | 分子 | fèn zǐ |
| polarity/pəʊˈlærɪti/ | 极性 | jí xìng |
| dipole/ˈdaɪpəʊl/ | 偶极 | ǒu jí |
| dipole moment/ˈdaɪpəʊl ˈməʊmənt/ | 偶极矩 | ǒu jí jǔ |
| van der Waals' forces/ˈvændɜː wɑːlz ˈfɔːsɪz/ | 范德华力 | fàn dé huá lì |
| London dispersion forces/ˈlʌndn dɪˈspɜːʃn ˈfɔːsɪz/ | 伦敦色散力 | lún dūn sè sàn lì |
| instantaneous dipole/ˌɪnstənˈteɪnɪəs ˈdaɪpəʊl/ | 瞬时偶极 | shùn shí ǒu jí |
| induced dipole/ɪnˈdjuːst ˈdaɪpəʊl/ | 诱导偶极 | yòu dǎo ǒu jí |
| permanent dipole/ˈpɜːmənənt ˈdaɪpəʊl/ | 永久偶极 | yǒng jiǔ ǒu jí |
3.6
Forces intermoléculaires
Programme
- (a) décrire la liaison hydrogène, limitée aux molécules contenant des groupes N–H et O–H, y compris l'ammoniac et l'eau comme exemples simples (b) utiliser le concept de liaison hydrogène pour expliquer les propriétés anomales de $\text{H}_2\text{O}$ (glace et eau) : • ses points de fusion et d'ébullition relativement élevés • sa tension superficielle relativement élevée • la densité de la glace solide par rapport à l'eau liquide
- utiliser le concept d'électronégativité pour expliquer la polarité des liaisons et les moments dipolaires des molécules
- (a) décrire les forces de van der Waals comme les forces intermoléculaires entre entités moléculaires autres que celles dues à la formation de liaisons, et utiliser le terme forces de van der Waals comme terme générique pour décrire toutes les forces intermoléculaires (b) décrire les types de forces de van der Waals : • forces dipôle instantané–dipôle induit (id-id), également appelées forces de dispersion de London • forces dipôle permanent–dipôle permanent (pd-pd), y compris la liaison hydrogène (c) décrire la liaison hydrogène et comprendre qu'il s'agit d'un cas particulier de forces dipôle permanent–dipôle permanent entre molécules où l'hydrogène est lié à un atome très électronégatif
- affirmer que, en général, les liaisons ioniques, covalentes et métalliques sont plus fortes que les forces intermoléculaires
Source : Programme Cambridge International
Forces intermoléculaires 分子间作用力 sont les forces entre les molécules 分子. Elles sont beaucoup plus faibles que les liaisons ioniques, covalentes et métalliques à l'intérieur des substances.
Polarité de liaison et dipôles
Lorsque deux atomes de différente électronégativité partagent une liaison, les électrons se situent plus près de l'atome le plus électronégatif. La liaison acquiert alors une polarité 极性 : une extrémité est légèrement négative ($\delta-$) et l'autre légèrement positive ($\delta+$). Cette séparation de charge constitue un dipôle 偶极.
Si les dipôles d'une molécule ne s'annulent pas, la molécule entière possède un moment dipolaire 偶极矩 et est polaire. S'ils s'annulent par symétrie (comme dans $\text{CO}_2$), la molécule est apolaire.
Forces de Van der Waals
Forces de Van der Waals 范德华力 est le terme générique pour toutes les forces intermoléculaires. Il existe deux types principaux.
Le premier type est la force dipôle instantané–dipôle induit, aussi appelée force de dispersion de London 伦敦色散力. Le mouvement des électrons crée un dipôle instantané 瞬时偶极 brièvement, qui produit ensuite un dipôle induit 诱导偶相应 dans une molécule voisine. Ces forces agissent entre toutes les molécules et deviennent plus fortes lorsque le nombre d'électrons augmente.

Le second type est la force dipôle permanent–dipôle permanent. Elle agit entre des molécules toujours polaires, car chacune possède un dipôle permanent 永久偶极.
Liaison hydrogène
Liaison hydrogène 氢键 est un cas fort et spécial des forces dipôles permanents. Elle se forme lorsqu'un hydrogène est lié à un atome très électronégatif — azote, oxygène ou fluor — et est attiré vers une paire libre sur un atome N, O ou F d'une molécule voisine. Cherchez les groupes N–H et O–H, comme dans l'ammoniac et l'eau.

La liaison hydrogène explique le comportement étrange de l'eau :
- son point de fusion et son point d'ébullition 沸点 élevés, car de nombreuses liaisons hydrogène doivent être rompues.
- sa haute tension superficielle 表面张力.
- la glace est moins dense que l'eau liquide, car les liaisons hydrogène maintiennent les molécules dans une structure ouverte et étendue, faisant flotter la glace.
Labo sur la polarité et les forces intermoléculaires
Classez les molécules selon la caractéristique qui contrôle les attractions.
Pourquoi les liaisons hydrogène rendent l'eau spéciale
Passez-les en revue. Une seule force — la liaison hydrogène — explique le point d'ébullition élevé de l'eau, le fait que la glace flotte et qu'elle dissolve tant de choses.
| Anglais | Chinois | Pinyin |
|---|---|---|
| hydrogen bonding/ˈhaɪdrədʒn ˈbɒndɪŋ/ | 氢键 | qīng jiàn |
| boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ | 沸点 | fèi diǎn |
| surface tension/ˈsɜːfɪs ˈtenʃn/ | 表面张力 | biǎo miàn zhāng lì |
| dot-and-cross diagram/dɒt ænd krɒs ˈdaɪəɡræm/ | 点叉图 | diǎn chā tú |
3.7
Schémas point-croix
Programme
- utiliser des schémas à points et croix pour illustrer la liaison ionique, covalente et de coordination, y compris la représentation de tout composé mentionné dans 3.4 et 3.5 (les schémas à points et croix peuvent inclure des espèces avec des atomes ayant un octet étendu ou des espèces avec un nombre impair d'électrons)
Source : Programme Cambridge International
Un schéma point-croix 点叉图 représente les électrons de valence de chaque atome, utilisant des points pour un atome et des croix pour l'autre. Cela permet de voir clairement d'où provient chaque électron de liaison. On peut les dessiner pour les liaisons ioniques, covalentes et de coordination, y compris les molécules à octet étendu ou nombre impair d'électrons.

3.7
Conseils d'examen
- Pour les formes, comptez les paires liantes et libres, nommez la forme, puis donnez l'angle de liaison exact (ex. : $\text{NH}_3$ : pyramidale, $107^\circ$) — chaque paire libre abaisse l'angle d'environ $2.5^\circ$.
- Une liaison dative (de coordination) a ses deux électrons provenant d'un seul atome (ex. : $\text{NH}_4^+$, $\text{H}_3\text{O}^+$) ; tracez la flèche depuis la paire libre.
- Nommez précisément la force intermoléculaire : une liaison hydrogène nécessite H lié à N, O ou F ; sinon c'est une force dipôle permanent ou dipôle induit (Van der Waals). Ne jamais appeler les forces de Van der Waals des "liens".
- Expliquez une propriété physique en précisant quelles forces sont rompues, et non seulement "forts liens".
Leçons interactives sur ce sujet
Traversez-le étape par étape, avec des exercices à vérification instantanée.