Deux niveaux de liaison
Ionique entre Ca²⁺ et carbonate ; covalent dans CO₃²⁻.
Les liaisons C–O appartiennent à l’ion polyatomique ; l’organisation du cristal implique les interactions entre ions.
Solide ionique · carbonate
Carbonate de calcium
CaCO₃
Le carbonate de calcium est CaCO₃, un solide ionique constitué de Ca²⁺ et CO₃²⁻ dans un rapport 1:1. Le carbonate est un ion polyatomique covalent et trigonal plan ; le solide n’est pas une collection de molécules CaCO₃.
Distinction de matériau : calcaire, craie et marbre sont des matériaux riches en carbonate de calcium, mais leurs textures, impuretés et structures géologiques ne les rendent pas synonymes d’un échantillon chimiquement pur.
Essentiel
CaCO₃ est une unité-formule d’un cristal ionique.
Le modèle le plus simple sépare Ca²⁺ de CO₃²⁻. Il n’est pas nécessaire d’inventer une liaison covalente Ca–CO₃ pour expliquer le rapport 1:1.
En détail
L’ion carbonate est trigonal plan et délocalisé par résonance.
Un seul dessin de Lewis peut montrer un C=O et deux C–O⁻, mais les trois positions C–O de l’ion carbonate isolé sont équivalentes par symétrie.
Résonance
Aucun oxygène n’est « le doublement lié » de façon permanente.
Les formes de Lewis sont des contributeurs de résonance ; la structure réelle est une distribution électronique délocalisée.
Comprendre
Un acide transforme le carbonate en CO₂ et H₂O.
Le carbonate consomme des protons. La chimie de l’acide carbonique qui en résulte conduit à CO₂ et H₂O, d’où l’effervescence observée avec de nombreux carbonates.
Polymorphes
Calcite et aragonite ont la même composition CaCO₃.
Elles diffèrent par l’arrangement cristallin : ce sont des polymorphes, c’est-à-dire des structures solides différentes pour une même composition.
Identifiants de référence
Identité chimique du carbonate de calcium.
| Formule | CaCO₃ |
|---|---|
| CAS | 471-34-1 |
| PubChem CID | 10112 |
Approfondir
Nuances du solide carbonate.
CaCO₃ est-il une molécule ?
Non dans les solides courants : la formule décrit un rapport d’ions dans un réseau étendu.
Pourquoi les trois C–O du carbonate sont-ils équivalents ?
La symétrie trigonal plane et la délocalisation par résonance rendent les trois positions équivalentes dans l’ion isolé.
Calcite et aragonite sont-elles deux composés différents ?
Elles ont la même formule CaCO₃ mais des structures cristallines différentes : ce sont des polymorphes.
Éléments constitutifs