Éd. 1971-1976

liaison chimique (suite)

Liaisons faibles liaisons hydrogène

L’atome d’hydrogène ne peut normalement fournir qu’une seule liaison ; cependant, s’il est uni à un atome très électronégatif, pratiquement oxygène ou fluor, la polarisation de la liaison le transforme en un centre positif dont le champ électrostatique est suffisant pour attirer un doublet non partagé d’un atome très électronégatif ; ainsi se crée la liaison hydrogène (ou par pont hydrogène). Elle est responsable de la formation de l’ion HF₂^– (F—H...F)^– ; on la trouve dans l’aldéhyde salicylique (fig. 6), où l’hydrogène phénolique est chélaté entre les oxygènes phénolique et aldéhydique ; elle peut aussi lier deux molécules, d’eau par exemple (v. structure). La liaison hydrogène est plus longue que la liaison covalente, et son énergie est moindre, de l’ordre de 5 kcal/mole.

D’une façon plus générale, les forces dites de Van der Waals sont des forces électrostatiques s’exerçant entre molécules polaires ou polarisables ; elles sont responsables de certains écarts que les gaz réels présentent par rapport à l’état parfait ; elles déterminent la formation des cristaux moléculaires (v. structure) et d’hydrates de molécules : Cl₂, 6H₂O ; ou même : Ar (ou Kr, ou Xe), 6H₂O. L’énergie de ces liaisons est au plus de quelques kilocalories par mole.

R. D.

➙ Atome / Chimie.

L. Pauling, The Nature of the Chemical Bond (Ithaca, N. Y., 1939, 3^e éd., 1960 ; trad. fr. la Nature de la liaison chimique et la structure des molécules et des cristaux, P. U. F., 1949). / F. Seel, Atombau und chemische Bindung (Stuttgart, 1956, 5^e éd., 1963 ; trad. fr. Structure de l’atome et liaison chimique, Dunod, 1962). / A. Julg, Atomes et liaisons (A. Colin, 1970). / R. Daudel, Théorie quantique de la liaison chimique (P. U. F., 1972).

Quelques savants

Richard Abegg,

chimiste allemand (Dantzig 1869- Köslin 1910). Connu pour ses travaux sur la vitesse de diffusion et la dissociation des électrolytes, il a énoncé la règle selon laquelle la somme des valences positive et négative d’un même élément est toujours égale à 8.

Walter Heitler,

physicien allemand (Karlsruhe 1904). Il attribua, en collaboration avec F. London, la liaison covalente entre deux atomes identiques à une énergie d’échange et créa une théorie des gerbes-cascades dans le rayonnement cosmique.

Friedrich Hund,

physicien allemand (Karlsruhe 1896). Spécialiste de spectroscopie, il s’est particulièrement occupé des spectres de molécules neutres et ionisées.

Walther Kossel,

chimiste allemand (Berlin 1888 - Tübingen 1956). En 1916, il signala la stabilité des couches externes de huit électrons dans l’atome. Grâce à sa théorie de l’électrovalence, il donna une interprétation de l’affinité chimique.

Robert Sanderson Mulliken,

physicien et chimiste américain (Newburyport, Massachusetts, 1896). Il a défini les orbitales des électrons de l’atome et, pour expliquer les liaisons par covalence, il a introduit la notion d’hybridation. Prix Nobel de chimie en 1966.

Johannes Diderik Van der Waals,

physicien hollandais (Leyde 1837 - Amsterdam 1923). Il a défini les forces intermoléculaires, qui interviennent dans certains réseaux cristallins, et découvert, grâce à son équation d’état des fluides, la loi des états correspondants. Prix Nobel de physique en 1910.

liants

Matériau possédant la propriété d’agglomérer une forte proportion de matières inertes (sable, graviers, gravillons et cailloux) ou d’agglutiner des granulats afin d’en faire un élément cohérent et résistant.

Liants particuliers à la construction

Chaux*

• Chaux grasse. C’est une chaux aérienne ne faisant pas prise sous l’eau. Elle est obtenue par cuisson, vers 800 °C, de blocs de calcaire pratiquement pur. Chimiquement, c’est de l’hydroxyde de calcium presque pur ; sa prise, par gâchage à l’eau, est une simple recarbonatation à l’air, avec élimination de l’eau absorbée lors de l’extinction de la chaux vive (chaux non hydratée). La chaux grasse est utilisée surtout pour des enduits ; elle entre également dans la composition des mortiers bâtards (en général, une partie de chaux grasse et une partie de ciment Portland). En technique routière, elle sert pour les fondations, en mélange avec le laitier granulé de haut fourneau ; elle est employée également comme filler actif pour la confection des mortiers et des bétons bitumineux compacts, dont elle renforce la compacité et l’adhérence aux granulats ; enfin, elle neutralise les impuretés colloïdales en les calcifiant.

• Chaux maigre. Elle ne diffère de la chaux grasse que par son origine. On l’obtient par la cuisson, vers 800 à 900 °C, de calcaires légèrement marneux ou argileux. Son extinction, c’est-à-dire son hydratation, se fait par immersion.

• Chaux hydraulique. Elle se prépare par la cuisson, vers 1 000 °C ou un peu au-dessus, de calcaires argileux, de façon à recueillir un mélange de chaux anhydre, de silicate et d’aluminate de calcium. On l’obtient en poudre fine par simple extinction (immersion courte et modérée), exactement comme les chaux grasse et maigre, mais avec moins de facilité : il y a des éléments « surcuits », appelés grappiers, que l’on broie pour obtenir le ciment de grappiers. La chaux hydraulique fait prise sous l’eau comme le ciment. Elle est utilisée, comme la chaux grasse, pour les enduits ; c’est en fait un mélange de chaux et de ciment. On l’a utilisée pour des bétons de fondation et même pour des ouvrages en Méditerranée (chaux maritime).

La production de chaux hydraulique connaît un certain déclin en raison de son durcissement lent et de ses performances réduites. On remplace souvent la chaux hydraulique par du ciment (ciment de laitier à la chaux [CLX], ciment de laitier au clinker [CLK] ou portland de la classe 250).

• Chaux artificielle. C’est un mélange de chaux avec du laitier ou du ciment, ou encore avec des pouzzolanes.