Les molécules

Les règles de complétude constituent, pour les éléments les plus courants, un critère important permettant d'orienter la construction des schémas de Lewis. Elles traduisent la propension des éléments à s'entourer du nombre d'électron suffisant pour acquérir une configuration électronique stabilisante, en général en saturant leur couche de valence. Ces règles fixent alors le nombre de liaisons que peuvent former les atomes.

On distingue essentiellement :

• La première période, où se place l'hydrogène. Il suit la règle du duet.

L'hydrogène de configuration \(1\textrm s^1\) peut accommoder un électron supplémentaire pour saturer sa couche \(\textrm K\) (l'orbitale \(1\textrm s\)) en adoptant la configuration électronique de l'hélium. On dit qu'il obéit à la règle du duet.

Cet élément peut donc partager un autre électron avec un élément voisin et former une liaison simple. Il est dit monovalent.

• La seconde période, où se placent les éléments les plus courants de la chimie "organique". La saturation de la couche \(\textrm L\) correspond à la règle de l'octet.

Pour les éléments de la seconde période (\(\textrm{Li} - \textrm F\)), la couche externe \(\textrm L\) (orbitales \(2\textrm s\) et \(2\textrm p\)) peut accommoder au plus 8 électrons. S'ils peuvent trouver suffisamment d'électrons à partager avec leur voisins pour saturer la couche \(\textrm L\), on dit qu'ils vérifient la règle de l'octet.

Il peut néanmoins arriver que le nombre d'électrons disponibles dans la molécule ne suffise pas à satisfaire chaque élément.

De plus, les éléments électropositifs situés dans la partie gauche du tableau s'accommodent mal d'un nombre d'électrons supplémentaires trop important. La règle de l'octet n'est donc pas impérative mais traduit simplement une tendance.

• Les périodes plus profondes de la classification. Leurs atomes peuvent accommoder plus de huit électrons. La saturation de sous-couches \(\textrm s\), \(\textrm p\) et \(\textrm d\) externes conduit à un maximum de dix-huit électrons.

Au dela de la seconde période, les éléments peuvent accepter davantage d'électrons car les orbitales de valence sont plus nombreuses (intervention d'orbitales \(\textrm d\)). Cependant, un nombre trop important de liaisons provoquerait un "encombrement" autour de l'atome : la forte concentration d'électrons se traduirait par une énergie de répulsion électrostatique trop importante par rapport à la stabilisation que procure la saturation de la couche externe.

Pour les éléments de la troisième ligne entre l'aluminium et le chlore, on privilégie la règle de l'octet bien que dans certaines molécules, il faille envisager d'utiliser des orbitales \(\textrm d\) à priori vides.

La règle des dix huit électrons s'applique aux éléments du bloc \(\textrm p\) de configuration \(\mathrm{n\textrm s^2 (n-1)\textrm d^{10} n\textrm p^x}\) pour lesquels on peut considérer que les électrons \(\textrm d\) sont de type interne ; on retombe en fait sur une règle de l'octet s'appliquant aux électrons \(\textrm s\) et \(\textrm p\) uniquement.

Dans le groupe des métaux de transition dont les orbitales \(\textrm d\) sont partiellement occupées, la règle des dix huit électrons peut aussi s'envisager.