Représentation des atomes par Lewis

Chimiste et physicien américain, Gilbert Newton Lewis, né le 23 octobre 1875 et décédé le 23 mars 1946 à 71 ans... dans son laboratoire, imagina de représenter les atomes par leur symbole entouré de ses électrons périphériques ou électrons de valence, représentés par de gros points.

Nous avons vu précédemment que, dans les liaisons ioniques, les molécules ou, plus exactement les assemblages d'atomes, résultent d'un transfert d'électrons entre un atome qui donne et un autre qui reçoit. Cependant, ce dernier type de liaison chimique ne se réalise qu'en présence d'un métal et d'un non-métal (ou de plusieurs) et n'ont pas été représentées par Lewis.

Les liaisons covalentes consistent en un partage d'électrons entre atomes d'une molécule. Généralement, ce genre de liens s'effectue entre deux (ou plusieurs) non-métaux.

Après avoir réalisé que les gaz rares étaient remarquablement stables, Lewis a établi la règle de l'octet : quand des atomes réagissent ensemble, ils tendent à former une couche extérieure composée de 8 électrons (sauf pour les 3 premiers éléments qui, eux, tendent à ressembler à l'hélium avec une seule couche de 2 électrons).

En pratique, si on a au plus quatre électrons de valence, on les place séparément autour du symbole, comme ceci :
Si on a plus de quatre électrons, les suivants formeront des paires successives avec les premiers et on les relie par un trait pour former un doublet électronique. Les électrons restés seuls sont appelés électrons non-appariés :

Ce sont ces électrons non-appariés qui formeront avec les électrons non-appariés d'un autre atome les liaisons ou liens covalents, comme dans le cas du méthane :

ou dans celui de l'eau :

En pratique, le nombre de liens covalents que formera un atome est égal à 8 - n, n étant égal au nombre d'électrons de valence. Ainsi, Cl formera 1 lien covalent (8-7), O en formera 2 (8-6), N en formera 3 (8-5) et H en formera 1 (2-1).