Les alcanes et leurs dérivés
Le carbone
Rappels :
La couche externe d’un atome est saturée avec huit électrons.
La carbone de numéro atomique 6 possède donc 2 électrons sur la première couche et 4 sur la seconde qui est la couche externe.
Il pourrait donc recevoir 4 électrons supplémentaires pour saturer cette dernière couche.
Il pourrait tout aussi bien perdre 4 électrons pour que la couche externe qui sera ainsi la première soit saturée avec deux électrons.
Eh bien non ! Il n’existe pas d’ions carbones dans la chimie classique, celle de tous les jours.
Par contre, l’atome de carbone peut mettre en commun 1,2,3 ou 4 électrons de sa couche externe avec 1,2,3 ou 4 électrons d’autres atomes tels que l’hydrogène, l’oxygène, l’azote ou un autre atome de carbone.
Cette mise en commun d’électrons se nomme : liaison covalente.
Chaque petit rond blanc entouré de rouge indique l’emplacement possible d’un électron supplémentaire. Mais cet emplacement ne sera pas occupé par un électron libre auquel ca on aurait un ion de carbone. A cet emplacement se logera un électron accompagné de son atome. A cet emplacement sera mis en commun l’électron d’un autre atome. C’est cela une liaison covalente.
Par exemple à chacun des emplacements libres, peut venir se loger le seul électron de l’hydrogène accompagné de son noyau. Chaque atome d’hydrogène met gentiment en commun son électron avec l’atome de carbone.
Ainsi on remarque bien ci-contre l’atome de carbone ayant 4 liaisons ( le gourmand !) covalentes avec 4 atomes d’hydrogène.
On obtient ainsi une molécule constituée d’un atome de carbone et de 4 atomes d’hydrogène fermement unis grâce aux liaisons covalentes.
Il est bien évident qu’on ne va pas s’amuser à utiliser cette représentation d’une molécule. C’est beaucoup trop compliqué.
Alors on adopte une représentation schématique ne faisant figurer que les atomes représentés par leur lettre et les liaisons covalentes.
Représentations
Une représentation spatiale est possible. Ci contre on trouve un atome de carbone en gris foncé auquel sont accrochés 4 atomes d’hydrogène. On obtient ainsi une molécule de méthane.
Cette représentation en 3 dimension nous donne une idée approximative de la réalité microscopique. Mais elle n’est pas pratique pour manipuler les atomes et les molécules. Aussi a-t-on inventé des représentations planes, en deux dimension qui permettent de conceptualiser les molécules.
Les schémas ci contre montrent que :
Le carbone possède 4 liaisons covalentes
l’hydrogène possède 1 liaison covalente
l’oxygène possède 2 liaisons covalentes
On peut imaginer que chacune des liaisons est un crochet à laquelle on peut accrocher un autre crochet