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7.0 : Prélude à la liaison chimique et à la géométrie moléculaire

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    On sait depuis longtemps que le carbone pur se présente sous différentes formes (allotropes), y compris le graphite et les diamants. Mais ce n'est qu'en 1985 qu'une nouvelle forme de carbone a été reconnue : le buckminsterfullerène, communément appelé « buckyball ». Cette molécule a été nommée d'après l'architecte et inventeur R. Buckminster Fuller (1895-1983), dont la conception architecturale emblématique était le dôme géodésique, caractérisé par une structure de coque en treillis supportant une surface sphérique. Des preuves expérimentales ont révélé la formule, C 60, puis les scientifiques ont déterminé comment 60 atomes de carbone pouvaient former une molécule symétrique et stable. Ils ont été guidés par la théorie des liaisons, le sujet de ce chapitre, qui explique comment les atomes individuels se connectent pour former des structures plus complexes.

    Figure\(\PageIndex{1}\) : Surnommées « buckyballs », les molécules de buckminsterfullerène (C 60) ne contiennent que des atomes de carbone. Ici, ils sont présentés dans un modèle à bille et à bâton (à gauche). Ces molécules possèdent des liaisons carbone-carbone simples et doubles disposées de manière à former une structure géométrique d'hexagones et de pentagones, similaire au motif d'un ballon de football (centre). Cette structure moléculaire non conventionnelle doit son nom à l'architecte R. Buckminster Fuller, dont les conceptions innovantes combinaient des formes géométriques simples pour créer de grandes structures solides, comme ce dôme radar météorologique situé près de Tucson, en Arizona (à droite). (crédit au milieu : modification de l'œuvre par « Petey21 » /Wikimedia Commons ; droit de crédit : modification de l'œuvre par Bill Morrow).
    Trois figures sont présentées. La figure de gauche est une boule sphérique à plusieurs côtés composée d'anneaux hexagonaux qui ont des atomes de carbone à chaque coin. La photo du centre montre un ballon de football. La photo de droite montre un château d'eau dont les côtés ont la forme d'anneaux hexagonaux.