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L’oxygène forme une molécule diatomique contenant une liaison covalente double. La formule structurale de l’oxygène diatomique est illustrée ici. Pourquoi les atomes d’oxygène de cette molécule forment-ils plus d’une liaison covalente ? (A) Il y a six électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc deux électrons doivent être partagés entre les atomes pour générer des octets stables dans leurs couches externes. (B) Il y a deux électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc le partage de quatre électrons entre les atomes remplit complètement leurs couches externes. (C) Il y a six électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc quatre électrons doivent être partagés entre les atomes pour générer des octets stables dans leurs couches externes. (D) Il y a deux électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc le partage de deux électrons entre les atomes remplit complètement leurs couches externes. (E) Il y a quatre électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc quatre électrons doivent être partagés entre les atomes pour générer des octets stables dans leurs couches externes.
La première partie de tous les choix de réponse porte sur le nombre d’électrons de valence présent dans l’atome d’oxygène. L’oxygène possède six électrons de valence. Nous pouvons donc éliminer les choix de réponse (B), (D) et (E). La partie suivante des deux choix de réponse restants porte sur le nombre d’électrons partagés entre les atomes. Éliminons les choix de réponses inappropriés avant d'aborder cette partie de la question.
La couche de valence de l’oxygène, tout comme celle de nombreux autres atomes, peut contenir huit électrons au maximum. Huit électrons de valence, ou un octet complet, représentent une configuration électronique très stable. Il s'agit de la même configuration électronique qu’un gaz rare, comme le néon. Étant donné que cette configuration électronique est très stable, les atomes ont tendance à transférer ou à partager des électrons afin de pouvoir obtenir une couche de valence complète. Ce phénomène est connu sous le nom de règle de l’octet. Dans une molécule d’oxygène, les électrons sont partagés dans une liaison covalente. Ce faisant, les deux atomes d’oxygène peuvent obtenir un octet complet.
Chacun des deux atomes d’oxygène de la molécule doit obtenir deux électrons supplémentaires afin d'avoir un octet complet. Ainsi, si les deux atomes d’oxygène partagent deux électrons, ils auront un tous les deux un octet complet. Un total de quatre électrons est donc partagé. Deux électrons sont nécessaires pour générer une liaison covalente. Par conséquent, les quatre électrons partagés par les atomes d’oxygène génèreront deux liaisons covalentes.
La raison pour laquelle les atomes d’oxygène forment plus d’une liaison covalente dans la molécule d’oxygène est le choix de réponse (C) : il y a six électrons de valence dans l’atome d’oxygène, donc quatre électrons doivent être partagés entre les atomes pour générer des octets stables dans leurs couches externes.
Lequel des éléments suivants forme également une molécule diatomique contenant plus d’une liaison covalente ? (A) Be, (B) Ne, (C) C, (D) N, (E) F.
Comme nous l’avons vu précédemment, les atomes forment des liaisons covalentes afin de pouvoir partager des électrons pour remplir leur couche de valence. Alors, calculons combien il y a d’électrons de valence dans chacun de nos choix de réponse. Le béryllium a deux électrons de valence, le néon huit, le carbone quatre, l’azote cinq et le fluor sept.
Nous pouvons constater que le néon possède déjà une couche de valence complète et qu'il ne formera pas de liaisons covalentes. Il ne s'agit donc pas de la bonne réponse. Le béryllium est un élément du groupe 2 du tableau périodique. Il peut former certains composés comprenant une liaison covalente, tels que l’hydrure de béryllium. Or, la plupart du temps, le béryllium forme des composés contenant des liaisons ioniques, tout comme les autres éléments du groupe 2. Le choix de réponse (A) est également inexact. Il nous reste donc les choix de réponse (C), (D) et (E).
Les atomes de carbone ont besoin de quatre électrons supplémentaires pour remplir leur couche de valence. Ainsi, les atomes de carbone ont tendance à former quatre liaisons covalentes. C’est pour cette raison que le carbone forme des composés comme le méthane et le dioxyde de carbone. Toutefois, nous nous intéressons spécifiquement aux molécules diatomiques dans le cadre de cette question. Pour qu’il y ait une molécule de carbone diatomique, il faudrait qu’il y ait quatre liaisons entre les atomes de carbone. Toutefois, la liaison quadruple n’existe pas. Le choix de réponse (C) n'est donc pas la bonne réponse.
Les atomes d’azote ont cinq électrons de valence. Ainsi, les atomes d’azote ont tendance à former trois liaisons pour obtenir une couche de valence complète, ce qui signifie qu’il est possible d'avoir une molécule d’azote diatomique contenant trois liaisons entre les atomes d’azote. L’azote est donc un élément qui peut former une molécule diatomique contenant plus d’une liaison covalente. Par conséquent, le choix de réponse (D) est la bonne réponse. Examinons cependant le choix de réponse (E).
Les atomes de fluor ont sept électrons de valence, de sorte que ces atomes peuvent former une liaison. Les atomes de fluor ont donc tendance à former des molécules diatomiques contenant seulement une liaison covalente. Par conséquent, le choix de réponse (E) est inexact.
Parmi les éléments qui nous ont été proposés, le seul qui forme une molécule diatomique contenant plus d’une liaison covalente est le choix de réponse (D), l'azote.
