Chapitre 29. La structure de la matière

Les molécules et la matière condensée peuvent être décrites comme un agrégat d’atomes retenus à courte distance les uns des autres par des forces électriques. Si les électrons et les noyaux d’une molécule ont une énergie inférieure à celle des atomes neutres séparés, la molécule sera stable. De même, pour les métaux et les semi-conducteurs, l’énergie de l’agrégat est inférieure à l’énergie de ses constituants séparés. La compréhension de la structure de la matière pose le problème de la recherche de l’arrangement qui présente l’énergie la plus basse, c’est-à-dire la plus grande énergie de cohésion. Il n’est heureusement pas nécessaire de résoudre en détail l’équation de Schrödinger pour tous les électrons et tous les noyaux pour se forger une image de la formation d’une liaison chimique. La résolution de l’équation de Schrödinger pour des systèmes aussi complexes ne peut être qu’approximative et présente toujours de grandes difficultés. Dans ce chapitre, nous nous laisserons guider par notre connaissance de la structure des atomes pour construire des modèles simples capables de rendre compte de la structure et des propriétés des molécules et de la matière condensée. Trois modèles vont nous intéresser directement. Ils décrivent les liaisons ioniques, covalentes, et métalliques. Des liaisons plus faibles, telles que la liaison van der Waals et la liaison hydrogène, doivent également être considérées lorsque des mécanismes de liaison plus efficaces sont inopérants.Dans certains cas, lorsque des cristaux ou des molécules se forment, un électron d’un atome (parfois plusieurs) est complètement transféré sur un atome voisin…