L'électronégativité

L’électronégativité

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Cours de physique – niveau classe de première 

  1. Définition de l’électronégativité
  2. Unité, notation
  3. Evolution des électronégativités pour les éléments du tableau périodique
  4. Influence de la différence d’électronégativité sur la nature d’une liaison
  5. Valeurs d’électronégativité

Définition de l’électronégativité

Lorsque deux atomes établissent entre eux une liaison covalente simple au sein d’une molécule, ils mettent chacun en commun un électron avec leur partenaire. Ces deux électrons mis en communs constituent le doublet liant de la liaison, ils appartiennent en même temps au deux atomes liés et figurent dans les structures électronique de chacun d’entre eux.

Ce partage ne se fait cependant pas nécessairement de manière “symétrique”, “équitable”, il arrive que l’un des atomes de la liaison ait davantage d’influence que son partenaire et que les électrons de du doublet liant soient plus proche de lui: l’électronégativité permet de caractérisé l’influence que possèdent les atomes sur les électrons de la liaison.

Définition: l’électronégativité est une grandeur qui traduit la capacité que possède un atome à attirer vers lui les électrons participant à une liaison covalente.

Unité, notation

L’électronégativité est une grandeur sans unité en générale notée χ (lettre grecque khi)

Sa valeur n’est pas mesurable de manière directe et absolue, elle résulte d’un ensemble de conventions et de choix qui permettent de proposer des échelles d’électronégativité. La plus utilisée est l’échelle d’électronégativité de Pauling (Linus Carl Pauling) mais il en existe d’autres (celle de Mulliken, Allred et Rochow…) cependant, sans précision supplémentaire, il est convenu que les valeur d’électronégativé mentionnées se réfèrent à cette échelle.

Selon l’échelle de Pauling l’électronégativité varie de 0,7 pour l’atome le moins électronégatif (le francium) à 3,98 pour le plus électronégatif (le fluor).

Remarque
Les halogènes (éléments de la dernière colonne du tableau périodique) ne forment pas de liaisons covalente (ou ionique) en raison de leur inertie chimique et de leur stabilité déjà maximale par conséquent la notion d’électronégativé n’est pas définie pour ces derniers

Evolution des électronégativités pour les éléments du tableau périodique

Globalement on observe les tendances suivantes ( mais comme il est précisé, ce ne sont que des tendance et il y a des exceptions):

  • Le long d’une même période du tableau (de gauche à droite) l’électronégativité augmente (sauf pour la dernière colonne qui comporte les halogènes).
  • Le long d’une même colonne (de haut en bas) l’électronégativité augmente

Interprétation

Le long d’une même période tous les atomes possèdent la même couche externe, les électrons (y compris ceux mis en commun au sein d’une liaison) sont donc tous sur des niveaux et à des distances comparables du noyau cependant le numéro atomique augmente et les atomes disposent dans leur noyaux d’un nombre croissant de protons (positifs) qui exercent donc une force de plus en plus intense par conséquent l’électronégativité est aussi de plus en plus grande.

Le long d’une même colonne le numéro atomique est aussi croissant cependant autre phénomène est prépondérant. A chaque nouvelle ligne correspond une nouvelle couche externe de plus en plus éloignée du noyau où les électrons subissent une force électrique attractive de moins en moins intense d’où une électronégativité de plus en plus faible.

Influence de la différence d’électronégativité sur la nature d’une liaison

En comparant l’électronégativité deux atomes il est possible de prévoir quel type liaison peut exister entre eux.

  • La différence d’électronégativité est nulle (c’est le cas entre deux atomes identiques): la liaison est covalente apolaire
  • La différence d’électronégativité est faible (en général on considère qu’elle apparition à l’intervalle [0 ; 4[ ): la liaison est toujours covalente apolaire.
  • La différence d’électronégativité va de 0,4 à 1,7: la liaison est toujours covalente mais elles est dite polaire.( la dissymétrie du doublet liant induit la formation d’un pôle positif et d’un pôle négatif)
  • La différence d’électronégativité est très forte ( à partir de 1,7: la liaison est dite ionique (les atomes ne peuvent partager un doublet liant, le plus électronégatif le capte entièrement, il se forme alors un cation et un anion)

Valeurs d’électronégativité

Remarques

  • Les valeurs proviennent du site chem.libretexts.org (un projet collaboratif autour de la chimie)
  • Les halogènes, comme cela a déjà été précisé, ne possède pas d’électronégativité établie.
  • Les éléments lourds (à partir d’environ Z=104) sont en général très instables, possèdent des durées de vie trop courte (parfois quelques millisecondes voire moins) et sont synthétisés en des quantités trop faible pour que des données expérimentale ne permettent de déterminer leur électronégativité.

Classement par numéro atomique croissant

Z=1 H Hydrogène 2.20
Z=2 He Helium /
Z=3 Li Lithium 0.98
Z=4 Be Béryllium 1.57
Z=5 B Bore 2.04
Z=6 C Carbone 2.55
Z=7 N Azote 3.04
Z=8 O Oxygène 3.44
Z=9 F Fluor 3.98
Z=10 Ne Néon /
Z=11 Na Sodium 0.93
Z=12 Mg Magnésium 1.31
Z=13 Al Aluminium 1.61
Z=14 Si Silicium 1.90
Z=15 P Posphore 2.19
Z=16 S Soufre 2.58
Z=17 Cl Chlore 3.16
Z=18 Ar Argon /
Z=19 K Potassium 0.82
Z=20 Ca Calcium 1.00
Z=21 Sc Scandium 1.36
Z=22 Ti Titane 1.54
Z=23 V Vanadium 1.63
Z=24 Cr Chrome 1.66
Z=25 Mn Manganèse 1.55
Z=26 Fe Fer 1.83
Z=27 Co Cobalt 1.88
Z=28 Ni Nickel 1.91
Z=29 Cu Cuivre 1.90
Z=30 Zn Zinc 1.65
Z=31 Ga Gallium 1.81
Z=32 Ge Germanium 2.01
Z=33 As Astate2.18
Z=34 Se Selenium 2.55
Z=35 Br Brome 2.96
Z=36 Kr Krypton /
Z=37 Rb Rubidium 0.82
Z=38 Sr Strontium 0.95
Z=39 Y Ytrium 1.22
Z=40 Zr Zirconium 1.33
Z=41 Nb Niobium 1.6
Z=42 Mo Molybdène 2.16
Z=43 Tc Technétium 1.9
Z=44 Ru Ruthénium 2.2
Z=45 Rh Rhodium 2.28
Z=46 Pd Paladium 2.20
Z=47 Ag Argent 1.93
Z=48 Cd Cadmium 1.69
Z=49 In Indium 1.78
Z=50 Sn Etain 1.96
Z=51 Sb Antimoine 2.05
Z=52 Te Tellure 2.1
Z=53 I Iode 2.66
Z=54 Xe Xenon 2.60
Z=55 Cs Césium 0.79
Z=56 Ba Baryum 0.89

Lanthanoïdes

Z=57 La Lanthane 1.1
Z=58 Ce Cérium 1.12
Z=59 Pr Praséodyme 1.13
Z=60 Nd Néodyme 1.14
Z=61 Pm Prométhium 1.13
Z=62 Sm Samarium 1.17
Z=63 Eu Europium1.2
Z=64 Gd Gadolinium 1.2
Z=65 Tb Terbium 1.1
Z=66 Dy Dysprosium 1.22
Z=67 Ho Holmium 1.23
Z=68 Er Erbium 1.24
Z=69 Tm Thullium 1.25
Z=70 Yb Ytterbium 1.1
Z=71 Lu Lutécium 1.27

Z= 72 Erbium Hf 1.3
Z= 73 Ta Tantale 1.5
Z= 74 W Tungstène 2.36
Z= 75 Re Rhénium 1.9
Z= 76 Os Osmium2.2
Z= 77 Ir Iridium 2.20
Z= 78 Pt Platine 2.28
Z= 79 Au Or 2.54
Z= 80 Hg Mercure 2.00
Z= 81 Tl Thallium1.62
Z= 82 Pb Plomb 2.33
Z= 83 Bi Bismuth 2.02
Z= 84 Po Polonium 2.0
Z= 85 At Atmium 2.2
Z= 86 Rn Radon /
Z= 87 Fr Francium 0.7
Z= 88 Ra Radium 0.9
Actinoïdes

Z= 89 Ac Actinium 1.1
Z=90 Thorium 1.3
Z=91 Pa Protactinium 1.5
Z=92 U Uranium 1.38
Z=93 Np Neptunium 1.36
Z=94 Pu Plutonium 1.28
Z=95 Am Américium 1.13
Z=96 Cm Curium 1.28
Z=97 Bk Berkelium 1.3
Z=98 Cf Californium 1.3
Z=99 Es Einsteinium 1.3
Z=100 Fm Fermium 1.3
Z=101 Md Mendelevium1.3
Z=102 No Nobélium 1.3
Z=103 Lr Lawrencium 1.3

Z= 104 Rf Rutherfordium /
Z= 105 Db Dubnium /
Z= 106 Sg Seaborgium/
Z= 107 Bh Bhorium /
Z= 108 Hs Hassium /
Z= 109 Mt Meitnerium /
Z= 110 Ds / Darmstadtium
Z= 111 Rg / Roentgenium
Z= 112 Cn / Copernicium
Z= 113 Nh Nihonium /
Z= 114 Fl Flévorium /
Z= 115 Mc Moscovium /
Z= 116 Lv Livermorium /
Z= 117 Ts Tennesse /
Z= 118 Og Organesson /

Notions de seconde à réviser

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