La plupart des atomes ne voyagent pas seuls,
au lieu de ça, ils se lient avec d'autres atomes.
Et des liaisons peuvent se former entre atomes
du même élement chimique
ou entre des atomes d'éléments différents
Vous avez probablement imaginé une liaison comme une épreuve de « tir à la corde».
Si un atome est vraiment fort,
il peut arracher un ou plusieurs électrons
à un autre atome.
Au final, on obtient un ion chargé négativement
et un ion chargé positivement.
L'attraction entre ces charges opposées
est appellée liaison ionique.
C'est le genre de partage
où on donne son jouet à quelqu'un
pour ne plus jamais le revoir.
Le sel de table, le chlorure de sodium,
doit sa cohésion à des liaisons ioniques.
Chaque atome de sodium cède un électron
à chaque atome de chlore,
des ions sont formés,
et ces ions se répartissent
dans une grille en 3D appelée un treillis,
dans laquelle chaque ion sodium
est lié à six ions chlorure,
et chaque ion chlorure est lié
à six ions sodium.
Les atomes de chlore ne rendent jamais
leurs électrons aux atomes de sodium.
Toutefois, ces transactions ne sont pas toujours aussi simples.
Si un atome n'a pas totalement le dessus sur l'autre,
les deux peuvent partager leurs électrons.
C'est comme Une auberge espagnole.
où vous et un ami amenez chacun un plat
et où vous partagez ces plats.
Chaque atome est attiré par les électrons partagés
entre eux,
et cette attraction est appelée liaison covalente.
Les protéines et l'ADN dans notre corps,
par exemple,
sont principalement maintenues ensemble par ces liaisons covalentes.
Certains atomes ne peuvent former une liaison covalente
qu'avec un seul atome,
d'autres atomes peuvent se lier beaucoup plus.
Le nombre d'atomes avec lesquels
un atome peut se lier
dépend de la disposition de ses électrons.
Et comment les électrons sont-ils disposés ?
Chaque atome d'un élément pur et non lié
est électriquement neutre
car il contient le même nombre
de protons dans le noyau
que d'électrons tournant autour.
Mais tous ces électrons ne peuvent pas former de liaison.
Seuls les électrons les plus éloignés,
ceux sur les orbitales les plus éloignées du noyau,
les plus chargées en énergie,
seuls ceux-ci participent aux liaisons.
Au passage, ceci est aussi valable pour les liaisons ioniques.
Vous vous souvenez du chlorure de sodium ?
Eh bien, l'électron que le sodium perd
est le plus éloigné de son noyau,
et l'orbitale que cet électron occupe
quand il est transféré à l'atome de chlore
est aussi la plus éloignée de son noyau.
Mais revenons aux liaisons covalentes.
Le carbone a quatre électrons
qui sont libres de former des liaisons,
l'azote en a trois,
l'oxygène deux.
Donc, le carbone peut former quatres liaisons,
l'azote trois,
et l'oxygène deux.
Seul l'hydrogène a un électron,
donc il ne peut former qu'une liaison.
Dans certaines situations particulières,
les atomes peuvent former plus de liaisons
que vous pouvez l'imaginer,
mais ils ont interêt à avoir une bonne raison de le faire,
ou tout se défait très vite.
Les groupes d'atomes
qui partagent des électrons covalents les uns avec les autres
sont appelés molécules.
Elles peuvent être petites.
Par exemple, chaque molécule de dioxygène
n'est formée que de deux atomes d'oxygène
liés l'un à l'autre.
Ou elles peuvent être très, très grosses.
Le chromosome humain 13 n'est constitué que de deux molécules,
mais chacune a plus de 37 milliards d'atomes.
Et ce quartier,
cette ville d'atomes,
est maintenue par les modestes liaisons chimiques.