Les atomes peuvent être minuscules, mais ils se passent beaucoup sous la surface. Au début des années 1900, Gilbert N. Lewis (chimiste américain et professeur à l’Université de Californie à Berkeley) a considérablement contribué à notre compréhension des électrons de valence.

Quelques fondamentaux : les atomes sont composés de neutrons, de protons et d’électrons. Le noyau (ou le centre d’un atome) est constitué de neutrons et de protons. Les électrons entourent le noyau dans les coquilles. La coquille la plus proche du noyau peut contenir deux électrons. La deuxième coque peut contenir jusqu’à huit électrons, la troisième jusqu’à 18. (Différents éléments ont un nombre différent de coquilles, chaque coquille ne peut contenir qu’un nombre fixe d’électrons, et il existe un moyen classique de déterminer ce nombre).

Atomes – peut-être pas comme les gens?!- avoir un objectif principal: devenir stable. Lorsque l’enveloppe extérieure autour d’un atome est remplie d’électrons de valence, l’atome est stable et n’a pas besoin d’interagir avec d’autres atomes pour trouver la stabilité. C’est pourquoi des éléments comme le néon et l’argon ne réagissent pas vraiment avec les autres éléments (car leur enveloppe la plus externe est naturellement pleine de huit électrons de valence).

Alors, que font les atomes si leur enveloppe la plus externe n’est pas complètement remplie d’électrons de valence ? Ils se lient à d’autres atomes instables! Il existe deux types de liaisons de base:

Le premier type est appelé liaison covalente. Les liaisons covalentes se produisent lorsque deux atomes se lient ensemble en partageant des électrons de valence. Un exemple de liaison covalente est une liaison hydrogène (ou H₂). Un seul atome d’hydrogène n’a qu’une enveloppe extérieure et un électron de valence. Rappelez-vous, la première coquille peut contenir deux électrons, donc l’hydrogène est naturellement instable. Pour résoudre ce problème, un atome d’hydrogène partagera un électron de valence d’un autre atome d’hydrogène afin qu’ils trouvent tous deux la stabilité.

Le deuxième type de liaison est une liaison ionique. Lorsqu’un atome gagne un électron de valence tandis qu’un autre atome perd un électron de valence, c’est ce qu’on appelle une liaison ionique. Les liaisons ioniques ont tendance à être plus fortes que les liaisons covalentes. Le fluorure de sodium (NaF) est un exemple courant de composé formé par une liaison ionique. Le sodium n’a qu’un seul électron de valence dans sa troisième coquille tandis que le fluor a sept électrons de valence dans sa deuxième coquille (le sodium n’a pas de troisième coquille). Lorsqu’ils se lient, le sodium « donne » son électron de valence au fluor, de sorte qu’ils peuvent tous les deux avoir huit électrons de valence dans leurs coquilles extérieures et être stables.