Un composé chimique est un type de molécule (ensemble d’atomes liés) constitué de plusieurs éléments. Par exemple, l’eau (H2O) est un composé, alors que l’hydrogène diatomique (H2) ne l’est pas. La plupart des atomes qui composent la croûte terrestre et les organismes vivants sont sous forme composée. Les composés sont représentés par des formules moléculaires qui énumèrent les atomes constitutifs et leur abondance.
Selon les atomes, un composé peut être maintenu ensemble par différentes liaisons chimiques. Les liaisons sont formées par les interactions de couches d’électrons atomiques dans diverses configurations orbitales. Selon le nombre d’électrons en orbite autour du noyau de l’atome et la quantité d’espace dans les orbitales, certains atomes sont enclins à se lier à certains autres types d’atomes. Les points de Lewis, un système graphique de représentation des types de liaisons composées, du nom du chimiste Gilbert Lewis, est souvent enseigné dans les cours de chimie du lycée. L’existence de liaisons chimiques a été spéculée depuis au moins le 12ème siècle, bien que l’ensemble du domaine ait été mal compris jusqu’à ce que le concept de liaisons électroniques soit introduit par Lewis en 1916.
Lorsqu’un atome possède une couche électronique « complète », il est très peu réactif et a tendance à ne pas se lier à d’autres atomes. Ces éléments se trouvent à l’extrême droite du tableau périodique et sont appelés les gaz rares. Les exemples incluent l’hélium, le néon et l’argon.
Dans les composés chimiques, le type de liaison le plus courant est une liaison covalente, où les deux atomes constitutifs ont une électronégativité similaire, ce qui entraîne un partage égal des électrons. Les orbitales électroniques se chevauchent et un seul électron peut orbiter autour des deux noyaux atomiques, n’appartenant pas à l’un ou à l’autre exclusivement. Le diamant est un exemple de molécule maintenue ensemble par des liaisons covalentes. Un deuxième type de liaison, la liaison ionique, se produit dans des atomes présentant des différences significatives d’électronégativité, où cet atome domine la fourniture d’électrons. Celles-ci ont tendance à être légèrement plus faibles que les liaisons covalentes. Un exemple est le chlorure de sodium, ou sel.
D’autres types de liaisons existent : liaisons métalliques, forces de van der Waals, et plusieurs autres. Ensemble, ils constituent tous les composés chimiques de l’univers.