Groupements d'atomes

[Limonadd]

Bonjour! Je n'ai plus fait de chimie depuis plusieurs années, du coup je suis en train d'apprendre, et je suis le cours sur lachimie.net

Je suis arrivé au chapitre sur la valence (je n'avais jamais fait ça avant pour vous dire mon niveau )

je comprends plutôt bien ce qu'est la valence, mais à la fin du chapitre il est dit:

"Un groupement est un ensemble d'atome qui se comporte comme si il ne s'agissait que d'un seul atome. Un groupement possède sa propre valence."

Mais je ne comprends pas bien, comment de tels groupements peuvent exister et se former? Comment ça se fait qu'ils "se comportent comme s'ils ne s'agissait que d'un seul atome"? Je ne comprends pas ce que ça veut dire...

Il y a des exemples de groupes: NH4 (Ammonium) par exemple, ClO2 (chlorite) ClO3 (chlorate)

Mais si on suit le principe même de la valence, comment les différents atomes ici dans ces groupes arrivent à "se lier"? Je suis un peu perdu là...

Merci de votre aide, j'espère avoir été assez clair
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[Duke Alchemist]

Bonsoir.

(Sous réserve d'avoir bien compris )
Le groupe hydroxyle -OH serait monovalent, tout comme les groupes -NH2, -COOH, -CHO, -SH,...
Par contre, les groupes -CO-, -COO-, -CONH-, -NH-, -O-, -O-O-,... seraient divalents.

Est-ce ainsi qu'il faut le comprendre ?!?

Cordialement,
Duke.

[Limonadd]

Merci Duke, mais ce n'était pas tout à fait ce que j'attendais, j'ai mal formulé la question, pardon.
Je voulais dire:
-comment se fait-il que les atomes DANS ces groupes arrivent-ils à se lier entre eux (car si je suis la cours sur la valence, il n'y a pas toujours le bon nombre de liaisons)
-comment se fait-il que ces groupes-ci peuvent se comporter comme des atomes à part entière (et pas d'autres groupes par exemple)?

J'espère avoir mieux formulé, peut-être même que ma question n'a pas de sens, et si c'est le cas, désolé :/

[Duke Alchemist]

Bonjour Limonadd.

Pour l'ion ammonium NH₄⁺, la molécule d'ammoniac NH₃ possède un doublet non liant sur le N. L'ion hydrogène H⁺ quant à lui possède une lacune électronique. Cette lacune (par définition) est électrophile et va chercher un doublet non liant (celui de N en l'occurrence) pour se stabiliser. A noter qu'alors N possèdera 1 électron en moins et sera donc le porteur de la charge + de l'ion.

Pour la famille des chlorites/chlorates, l'élément chlore peut mettre à disposition ses doublets non liants et permettre ainsi la formation de double liaisons avec l'élément O. Comme il possède un nombre impair d'électrons, il formera nécessairement une liaison simple avec l'un des O qui sera alors le porteur de la charge -.
La formation de ses liaisons est en lien direct avec le degré d'oxydation de l'élément chlore : -I pour Cl^-, 0 pour Cl₂, +I pour hypochlorite ClO^-, +III pour chlorite ClO₂^-, +V pour chlorate ClO₃^- et +VII pour perchlorate ClO₄^-.

En espérant ne pas t'avoir embrouillé

Quant à deuxième question, je ne la saisis toujours pas.

Cordialement,
Duke.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonjour,
Les groupes dont tu parles n'existent pas s'ils sont neutres. Ils existent parce que ce sont des ions, donc des groupements d'atomes porteurs d'une charge. Dire que NH₄ existe est incomplet. En effet, l'ammonium NH₄ est par nécessité chargé positivement. On devrait donc plutôt parler du groupement qui est l'ion NH₄⁺. C'est comme ce que tu appelles groupement chlorite ClO₂ et chlorate ClO₃. Cette dénomination est maladroite et incomplète. Il aurait fallu parler de l'ion chlorite ClO₂^- et de l'ion chlorate ClO₃^-, qui sont donc des groupements chargés négativement. ClO₂ par exemple est une molécule présente dans le gaz dioxyde de chlore, qui n'a rien à voir avec l'ion chlorite ClO₂^-. L'ion chlorite ClO₂^- se trouve en solution dans l'eau quand on dissout du chlorite de sodium NaClO₂ dans l'eau. Les atomes dans de tels groupements chargés sont tenus par covalence; Peut-être appelles-tu cela valence.

Quand NaClO₂ ou NH₄Cl, qui sont des sels bien connus, se dissolvent dans l'eau. ils se séparent en deux ions qui sont Na⁺ et ClO₂^- d'une part, et NH₄⁺ et Cl^- de l'autre part. Dans ces solutions, les ions de chaque sorte peuvent se déplacer indépendamment les uns des autres, sans se fragmenter davantage. Certes les plus attirent les moins, mais ils n'attirent pas toujours le même ion. Et si on plonge deux électrodes dans une telle solution, les ions positifs migrent vers le pôle négatif, et les ions négatifs migrent vers le pôle positif.

Je ne sais très bien si je réponds à ta question. Mais j'ai essayé !

Je ne comprends pas bien pourquoi tu penses qu'il n'y a pas le bon nombre de liaisons ?

[Resartus]

Bonjour,
Sur la première question : les atomes se lient entre eux parce qu'il existe des forces attractives entre eux, et que cela crée une liaison qu'on ne pourra rompre qu'en fournisssant une énergie supérieure à l'énergie de liaison. Selon les cas, cela pourra être des liaisons fortes(ionique, covalente, métallique) ou plus faibles (liaisons hydrogène, forces de van der waals, etc.)
Pour les liaisons covalentes usuelles, des électrons de deux atomes s'échangent, et des tas de modèles ont été développés pour prédire comment ils le font. C'est essentiellement, quand on débute en chimie, le modèle de Lewis, qui s'appuie sur la notion de valence, sur la création de doublets, sur les règles du duet et de l'octet, etc.
Avec cela, on peut expliquer, par exemple, pourquoi des molécules comme CO2, H2O, NH3 existent et sont relativement stables
On peut ensuite se poser la même question pour des ions, et cela marche pour NH4+, OH-, etc
Quand on continue à étudier, on commence à trouver des exceptions à certaines de ces règles : par exemple, on doit renoncer à la règle de l'octet pour expliquer des molécules comme NO ou des ions comme SO4 2- (c'est fréquent quand on arrive aux atomes de la troisième ligne) .

Tu sembles en être arrivé à ce stade.
Quand on débute, il n'y malheureusement pas de méthode plus simple que d'apprendre ces exceptions. Les explications théoriques satisfaisantes s'appuient sur la mécanique quantique, mais qu'on apprend beaucoup plus tard

Pour la seconde question, c'est la force des énergies de liaison qui va déterminer si un groupement est plus ou moins stable.
En y mettant les moyens (chaleur, espèce chimique plus réactive, ou énergie lumineuse parfois) , on pourrait rompre toutes ces liaisons, mais si une énergie suffisante n'est pas fournie, le groupement restera intact, et réagira comme un tout
On pourra donc lui appliquer les mêmes recettes empiriques qu'on appliquait aux atomes : valence, lewis, etc.

Par exemple le groupement CN est très fortement lié, mais il n'est pas complément satisfait, car si on compte le nombre d'électrons, il lui en manquerait un pour faire des octets. Il aura donc tendance a souhaiter devenir un ion CN- (l'ion cyanure) ou a capturer un hydrogène pour faire HCN. Il se comporte donc pratiquement comme le ferait un atome de Chlore ou de Brome, et on peut lui attribuer la même valence

[Limonadd]

Ok c'est bon j'ai compris, un grand grand merci pour toutes vos réponses très précises