Introduction to Chemistry

Learning Objective

  • Identify the four orbital types used in covalent bond formation

Key Points

    • Covalent bonds occur when electrons are shared between two atoms. A single covalent bond is when only one pair of electrons is shared between atoms.
    • A sigma bond is the strongest type of covalent bond, in which the atomic orbitals directly overlap between the nuclei of two atoms.
    • Sigma bonds can occur between any kind of atomic orbitals; the only requirement is that the atomic orbital overlap happens directly between the nuclei of atoms.

Terms

  • atomic orbitalA region in space around the atom’s nucleus where there is a probability of finding an electron.
  • Liaison covalenteType de liaison chimique où deux atomes sont reliés l’un à l’autre par le partage de deux électrons ou plus.
  • Liaison sigmaLiaison covalente dont la densité électronique est concentrée dans la région directement entre les noyaux.

Structure hiérarchique de l’atome

Il existe quatre niveaux hiérarchiques qui décrivent la position et l’énergie des électrons que possède un atome. Les voici énumérés avec quelques-unes des valeurs (ou lettres) possibles qu’ils peuvent avoir :

  1. Niveaux d’énergie principaux (1, 2, 3, etc.)
  2. Sous-niveaux (s, p, d, f)
  3. Orbitales
  4. Électrons

Les niveaux d’énergie principaux sont constitués de sous-niveaux, eux-mêmes constitués d’orbitales, dans lesquelles se trouvent les électrons.

Orbitales atomiques

Une orbitale atomique est définie comme la probabilité de trouver un électron dans une zone autour du noyau d’un atome. En général, les formes des orbitales sont dessinées pour décrire la région de l’espace dans laquelle les électrons sont susceptibles de se trouver. On parle alors de  » densité électronique « .

Orbitales atomiquesLes formes des cinq premières orbitales atomiques sont représentées dans l’ordre : 1s, 2s, et les trois orbitales 2p. Les régions ombrées en bleu et en orange représentent des régions de l’espace où l’on peut trouver des électrons  » appartenant  » à ces orbitales.

Les liaisons sigma

La liaison covalente se produit lorsque deux orbitales atomiques se rapprochent et que leurs densités électroniques se chevauchent. Le type le plus fort de liaisons covalentes sont les liaisons sigma, qui sont formées par le chevauchement direct des orbitales de chacun des deux atomes liés. Quel que soit le type d’orbitale atomique, les liaisons sigma peuvent se produire tant que les orbitales se chevauchent directement entre les noyaux des atomes.

Recouvrements orbitaux et liaisons sigmaVoici tous les chevauchements possibles entre différents types d’orbitales atomiques qui entraînent la formation d’une liaison sigma entre deux atomes. Remarquez que la zone de chevauchement se produit toujours entre les noyaux des deux atomes liés.

Les liaisons covalentes simples se produisent lorsqu’une paire d’électrons est partagée entre les atomes dans le cadre d’une molécule ou d’un composé. Une liaison covalente simple peut être représentée par une seule ligne entre les deux atomes. Par exemple, la molécule d’hydrogène diatomique, H2, peut être écrite comme H-H pour indiquer la liaison covalente unique entre les deux atomes d’hydrogène.

Sigma bond in the hydrogen moleculeHigher intensity of the red color indicates a greater probability of the bonding electrons being localized between the nuclei.

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