Ligam quimic

Una liason quimica (var. ligason quimica) es una interaccion entre plusors atòms, ions ò moleculas que mena a la formacion d'edificis atomics estables (ions, moleculas, metaus... etc.). N'existís dos tipes principaus. Lei liasons fòrtas (liason covalenta, liason ionica, liason metallica) permèton d'assegurar l'estructura de la matèria. Lei liasons feblas (fòrças de van der Waals, liason idrogèn) an una influéncia pus limitada mai permèton d'explicar lei proprietats particularas de certanei substàncias quimicas.

Istòria

La question de la natura dei liames permetent de liar d'elements quimics entre elei es apareguda durant l'Antiquitat dins lei trabalhs de filosòfs ò d'alquimistas. Pasmens, en l'abséncia de teorias fisablas sus l'origina dei mecanismes reaccionaus, lei diferenteis ipotèsis èran generalament totalament erronèas. Lei premiers progrès vertadiers semblan datar dau sègle XII quand apareguèt la nocion « afinitat quimica ». Permetèt d'introdurre l'idèa de l'existéncia d'una fòrça capabla de lei mantenir ensemble, pensada exprimida per exemple per lo fisician Isaac Newton (1642-1727) dins son tractat Opticks de 1704. Per la seguida, l'influéncia de la mecanica newtoniana menèt lei quimistas a imaginar una interaccion de tipe gravitacionau.

Au començament dau sègle XIX, lei premierei descubèrtas dau Britanic Humphry Davy (1778-1829) sus lo ròtle de l'electricitat en quimia permetèron d'orientar lei reflexions vèrs una interaccion de natura electrica. Segon Davy, lo liame quimic èra fondat sus l'interaccion entre de cargas electricas opausadas, ipotèsi generalizada per lo Suedés Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) en 1812. Pasmens, aqueu modèl permetiá d'explicar corrèctament la formacion de compausats « polars » coma lo clorur de sòdi NaCl mai pas aquela de compausats « apolars » coma lo metan CH₄. De mai, entre aquelei doas categorias, foguèron plaçadas de substàncias intermediàrias coma lo clorur d'idrogèn HCl.

L'etapa decisiva foguèt passada amb lei recèrcas menadas sus la teoria dei radicaus per lei quimistas Edward Frankland (1825-1899), Friedrich Kekulé von Stradonitz (1829-1896), Archibald Scott Couper (1831-1892), Alexandre Boutlerov (1826-1886) e Hermann Kolbe (1818-1884). D'efiech, desvolopèron l'idèa de valéncia, un « poder de combinar » liat a d'interaccions entre de pòls negatiu e positiu e, a partir d'aquelei trabalhs, l'Estatsunidenc Gilbert Lewis (1875-1946) poguèt prepausar l'idèa d'un partiment d'un pareu d'electrons. Segon eu, aqueu pareu formava lo liame quimic e podiá èsser representat per un trach.

A la fin deis ans 1920, foguèron elaboradas lei premierei teorias quanticas dau liame quimic. Walter Heitler (1904-1981) e Fritz London (1900-1964) foguèron lei pioniers dins aqueu domeni amb una premiera publicacion en 1927. Dins aquò, foguèt necessari d'esperar la tèsi d'Edward Teller (1908-2003) per ne'n veire la premiera descripcion simpla. Puei, en 1931, Linus Pauling (1901-1994) publiquèt un ensemble de sièis règlas (tres ja conegudas e tres novèlas) que fondan lo modèl actuau dau liame quimic.

Règlas de Pauling

Retrach de Linus Pauling.

Lei sièis règlas de Pauling son la basa dau modèl de la descripcion dau liame quimic :

1. lo liame de partiment d'electrons se forma per l'interaccion d'un electron celibatari de cada atòm.
2. leis espins dei dos electrons dèvon èsser opausats.
3. après lor acoblament, lei dos electrons pòdon pas intrar dins un autre liame.
4. lo cambi d'electrons per un liame compren una foncion d'onda unica per cada electron.
5. leis electrons disponibles dins lo nivèu d'energia inferior forman lei liames pus fòrts.
6. entre doas orbitalas d'un atòm, es aquela susceptibla d'engendrar lo recobrament pus important amb aquela d'un autre atòm que serà a l'origina dau liame pus fòrt.

Tipes de liames quimics

Se destria dos tipes principaus de liames quimics. Lei liasons fòrtas an una energia de liame superiora a 100 kJ/mol. Leis autrei liasons son dichas feblas e an una energia de l'òrdre d'un desenau de kJ/mol. Dins lei fachs, un liame quimic reau es sovent una combinason de plusors tipes diferents de liames.

Liames quimics fòrts

Liame ionic

Article detalhat: Liame ionic.

Un liame ionic (ò liame electrovalenta) es un liame format per un pareu d'atòms amb una importanta diferéncia d'electronegativitat (per convencion, superiora a 1,7), generalament un metau e un non metau. Lo metau dòna un ò plusors electrons per formar un ion cargat positivament (cation). Lo non metau capta aqueleis electrons per formar un ion de carga negativa (anion). Lei dos ions formats an generalament una configuracion electronica de gas noble e lo liame entre elei resulta de l'interaccion entre lo cation e l'anion.

Au contrari d'una liason covalenta, lo liame ionic es pas dirigit ò localizat. Dins un cristau ionic, leis anions e lei cations s'atiran mutualament dins totei lei direccions de l'espaci. Per exemple, dins lo clorur de potassi KCl, la dissolucion dau solid ionic libera pas de molecula de KCl. Ansin, lei solids ionics dissòuts ò fonduts an de proprietats conductritz.

Liame covalent

Article detalhat: Liame covalent.

Una liason covalenta es un liame quimic basat sus lo partiment d'electrons entre dos atòms non metallics amb una diferéncia d'electronegativitat relativament febla (per convencion inferiora a 1,7). Aquò permet d'establir de pareus d'electrons que lian lei dos atòms entre elei. Leis electrons vènon dei jaç extèrnes dei dos atòms, es a dire de lor valéncia. Cada atòm provesís lo meteis nombre d'electrons : un per formar un liame simple, dos per un liame doble e tres per un liame triple. L'ensemble deis electrons dau liame es partejat entre lei dos atòms, çò que li permèton d'agantar una configuracion de gas noble.

Lei liames covalents son orientats e generalament localizats, çò que mena a l'adopcion de formas caracteristicas per lei solids covalents. De mai, au contrari dei liasons ionicas, aqueu fenomèn permet l'existéncia de moleculas distintas dins leis estats solid, liquid e gasós. Per exemple, es lo cas de l'aiga H₂O.

Liame metallic

Article detalhat: Metau.

Una liason metallica es un cas de deslocalizacion deis electrons de valéncia dins un cristau. En premiera aproximacion, leis electrons se desplaçan liurament entre lei cations que forman lo ret cristallin. La diferéncia de cargas assegura la formacion de liames fòrts qu'explican la coesion dau metau e sei proprietats particularas (ductibilitat, malleabilitat, conduccion dau corrent... etc.). L'intensitat dei liasons metallicas aumenta amb lo nombre d'electrons liures dins son estructura. Es donc pus fòrta dins lei metaus de transicion. Aquò li permet de se mantenir a l'estat liquid.

Liames quimics febles

Coma son nom l'indica, lei liames quimics febles son ben pus febles que lei liames fòrts. Pasmens, se son pas la causa de l'estructuracion prefonda de la matèria, pòdon conferir de proprietats

Fòrças de van der Waals

Article detalhat: Fòrças de van der Waals.

Lei fòrças de van der Waals son d'interaccions que son generalament presentas dins lo cas d'atòms ò de moleculas polarisables ò susceptibles d'engendrar un dipòl induch. D'efiech, dins certanei cas, mejana estatistica dei configuracions dau posicionament dei cargas electricas intèrnas d'un edifici atomic entraïna la formacion de cargas electricas parcialas. Ansin, un molecula neutra pòu èsser somesa a d'interaccions electricas susceptiblas de redurre sa volatilitat. Se destrian lei fòrças de Keesom (entre doas moleculas polaras), lei fòrças de Debye (entre una molecula polara e un dipòl induch) e lei fòrças de London (entre dos dipòls induchs).

Liame idrogèn

Representacion dei liasons idrogèn entre de moleculas d'aiga.

Article detalhat: Liame idrogèn.

Una liason idrogèn es una interaccion entre un atòm d'idrogèn d'una molecula donada e un atòm electronegatiu (fluòr, oxigèn, azòt... etc.) d'una autra molecula. Dins la premiera molecula, l'idrogèn es liat a un atòm capable de polarizar la liason e de li conferir un caractèr acid. Dins l'autra molecula, atòm electronegatiu a un doblet non liant. La liason idrogèn es alora lo resultat entre l'interaccion dei cargas electricas parcialas de l'idrogèn e dau doblet.

L'intensitat d'una liason idrogèn es generalament equivalenta au desen d'una liason covalenta. En quimia, son conegudas en causa de son efiech sus lei proprietats de l'aiga (aumentacion dau ponch d'ebulicion, aumentacion de la densitat de l'aiga liquida...). Se fau tanben nòtar que l'amoniac e l'etanòl son d'autrei compausats quimics famós per sei laisons idrogèn.

Liame alogèn

Representacion de liasons alogèn.

Article detalhat: Liame alogèn.

Una liason alogèn es un tipe de liason febla establida entre un atòm d'alogèn aisat de polarizar (bròme, iòde) d'un edifici atomic electrodeficient, es a dire amb una densitat electronica febla, e una entitat presentant una densitat electronica fòrta. Generalament lo premier ròtle es tengut per un acid de Lewis e lo segond per una basa de Lewis, es a dire una molecula amb un atòm d'oxigèn ò d'azòt aguent de doblets non liants.

Annèxs

Liames intèrnes

• Atòm.
• Electricitat.
• Electron.
• Fòrças de van der Waals.
• Ion.
• Liame covalent.
• Liame idrogèn.
• Liame ionic.
• Metau.
• Molecula.
• Valéncia.