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L’électronégativité est une propriété caractéristique des éléments chimiques qui mesure leur capacité à attirer à eux la densité électronique des atomes voisins avec lesquels ils sont chimiquement liés. En d’autres termes, l’électronégativité est une mesure de la force avec laquelle les électrons sont attirés par les atomes faisant partie d’une molécule ou d’autres espèces polyatomiques.
L’électronégativité d’un atome est une propriété relative, puisqu’elle n’a de sens réel que par rapport à l’électronégativité d’un autre atome. De plus, l’électronégativité d’un atome ne peut être mesurée directement que s’il est chimiquement lié à un autre atome dont l’électronégativité est connue à l’avance ou établie par définition.
Interprétation de l’électronégativité
D’après ce qui précède, il est entendu que les informations fournies par l’électronégativité traitent de savoir si un atome particulier est plus, moins ou également électronégatif qu’un autre atome. La valeur d’électronégativité seule n’a aucune importance à moins qu’elle ne soit comparée à l’électronégativité d’un autre élément. À son tour, cette comparaison nous permet de prédire dans quelle mesure les électrons seront partagés lorsqu’une liaison se forme entre ces atomes.
En ce sens, lors de la comparaison des électronégativités de deux atomes liés, l’atome le plus électronégatif attirera plus fortement les électrons, il sera donc entouré d’une plus grande densité d’électrons. Lorsque cela se produit, un tel atome acquiert une charge négative partielle ou totale, selon l’importance de la différence entre les deux électronégativités.
D’autre part, lorsque deux atomes ont la même électronégativité, que les deux électronégativités soient élevées ou faibles, aucun des deux atomes n’attire plus fortement les électrons de liaison, ils sont donc partagés de manière égale. Par conséquent, aucun des deux atomes ne développe une charge électrique partielle, encore moins une pleine.
Échelles d’électronégativité
Différentes échelles ont été développées pour mesurer l’électronégativité. Bien que le principe de chaque échelle soit différent et que la valeur d’électronégativité de chaque élément varie en fonction de l’échelle, ils mesurent tous la même tendance ou capacité à attirer les électrons. En d’autres termes, quelle que soit l’échelle particulière, lorsque l’on compare l’électronégativité d’un atome à celle d’un autre, celui qui a la plus grande valeur est celui qui attire le plus fortement les électrons.
Clarifié cela, les trois échelles les plus courantes pour mesurer l’électronégativité sont décrites ci-dessous.
Échelle d’électronégativité de Pauling
L’électronégativité de Pauling est sans aucun doute l’échelle la plus répandue et la plus utilisée, notamment dans les cours de chimie de base ou de chimie générale. Sur cette échelle, une valeur arbitraire de 4,0 est attribuée à l’électronégativité de l’élément le plus électronégatif du tableau périodique, le fluor, et les autres valeurs sont établies en fonction de ladite valeur référentielle.
La mesure expérimentale de l’électronégativité est réalisée par l’analyse de l’énergie de la liaison qui se forme entre les deux atomes.
Sur l’échelle de Pauling, l’atome le moins électronégatif (ou le plus électropositif) est le césium, avec une électronégativité de 0,7.
Échelle d’Allred et de Rochow
Cette échelle est déterminée directement à partir de la configuration électronique des atomes et de la force avec laquelle les électrons de liaison sont attirés vers le noyau. Ceci est fait en calculant la charge nucléaire effective ressentie par ces électrons en conséquence de l’effet de blindage des électrons les plus internes.
D’une manière générale, plus le degré de blindage des électrons internes est élevé, moins les électrons de liaison sont effectivement attirés vers le noyau et, par conséquent, plus son électronégativité est faible. D’autre part, si un atome a moins de couches d’électrons internes de protection, la charge nucléaire effective sera plus élevée, tout comme l’électronégativité.
Échelle de Mulliken
L’échelle de Mulliken poursuit la même chose que celle d’Allred et Rochow, c’est-à-dire de déterminer l’électronégativité d’un élément en fonction de ses propriétés atomiques. Dans le cas de l’échelle de Mulliken, l’électronégativité est calculée sur la base de deux propriétés qui ont beaucoup à voir avec la façon dont un atome aime les électrons : l’énergie d’ionisation et l’affinité électronique.
L’énergie d’ionisation (EI) correspond à l’énergie nécessaire pour retirer un électron de la couche de valence d’un atome ou d’un ion. Par conséquent, il s’agit d’une mesure du degré de liaison des électrons au noyau de l’atome.
D’autre part, l’affinité électronique (EA) fait référence à la quantité d’énergie libérée lorsqu’un atome neutre à l’état gazeux capture un électron pour devenir un anion, également à l’état gazeux. Ainsi, l’affinité électronique mesure la stabilité de l’espèce négative, qui à son tour indique avec quelle facilité un atome peut capturer un électron.
En utilisant EI et AE pour déterminer l’électronégativité, Mulliken s’assure que cette valeur représente la tendance à attirer les électrons ou la réticence à les libérer.
L’électronégativité en tant que propriété périodique
L’électronégativité est une propriété périodique, ce qui signifie qu’elle varie de manière prévisible tout au long du tableau périodique des éléments. Cela se produit parce que la charge nucléaire effective est également une propriété périodique. Comme expliqué ci-dessus, plus la charge nucléaire effective est élevée, plus l’électronégativité d’un atome est grande, car le noyau peut attirer plus fortement les électrons de valence et de liaison.
Au fur et à mesure que nous parcourons une période du tableau périodique (l’une des lignes), la charge nucléaire effective augmente de gauche à droite. C’est parce que nous mettons des électrons dans la même couche d’énergie lorsque nous passons d’un élément à l’autre. Les électrons dans la même coquille ne protègent pas le noyau, de sorte que le degré de protection sur une période est pratiquement constant. Or, en allant de gauche à droite, on augmente la charge nucléaire. Étant donné que cette charge nucléaire accrue n’est pas protégée par les nouveaux électrons, la charge nucléaire effective augmente, augmentant également l’électronégativité.
D’autre part, lorsque nous nous déplaçons le long d’un groupe (c’est-à-dire de haut en bas le long de la même colonne ou du même groupe), nous modifions le niveau d’énergie dans lequel les électrons de valence entrent. Par conséquent, descendre le groupe augmente fortement le blindage des électrons les plus internes et diminue donc la charge nucléaire effective. En conséquence, l’électronégativité diminue.
En bref, l’électronégativité sur le tableau périodique augmente de gauche à droite et de bas en haut. Cela fait du fluor l’élément naturel le plus électronégatif et du césium le moins électronégatif (le francium n’est pas inclus car il s’agit d’un élément synthétique).
Importance de l’électronégativité
Connaître l’électronégativité de tous les atomes qui composent un composé chimique fournit des informations d’une grande importance. Ces informations permettent de prédire de multiples propriétés physiques et chimiques. De plus, la différence entre les électronégativités de deux atomes permet de prédire le type de liaison chimique qui se forme entre eux.
Il permet de prédire le type de liaison chimique qui se forme entre deux atomes
Sur la base de la différence d’électronégativité de deux atomes liés, il est possible de déterminer le type de liaison à former. Le tableau suivant résume les critères qui définissent quel type de lien est formé.
| différence d’électronégativité | type de lien |
| 0 | liaison covalente pure. |
| Entre 0 et 0,4 | liaison covalente non polaire |
| Entre 0,4 et 1,7 | liaison covalente polaire |
| >1.7 | liaison ionique |
Il permet d’établir le degré de polarité des liaisons chimiques
Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, la différence d’électronégativité permet de savoir si une liaison chimique sera polaire ou non. Lorsque la différence est modeste (quand elle est comprise entre 0,4 et 1,7), la liaison qui se forme est une liaison covalente polaire dans laquelle la densité électronique (et donc la charge négative partielle) est concentrée autour de l’élément le plus électronégatif.
Pendant ce temps, l’autre atome acquiert une charge positive partielle, transformant la liaison en un dipôle électrique caractérisé par son moment dipolaire.
Permet de prédire la polarité des molécules
En conjonction avec la géométrie moléculaire, connaître la polarité de chaque liaison nous permet de déterminer si oui ou non une molécule dans son ensemble sera polaire. En effet, la polarité d’une molécule est déterminée par la somme des moments dipolaires de chaque liaison. Ces moments dipolaires sont connus grâce à la connaissance de l’électronégativité de chaque atome qui forme la molécule.
Les références
Quelle est l’importance de l’électronégativité pour la formation de liaisons ? (2021, 23 décembre). Orgues de Palencia. https://organosdepalencia.com/biblioteca/articulo/read/35676-cual-es-la-importancia-de-la-electronegatividad-para-la-formacion-de-enlaces
Educaplus.org. (sf-a). Propriétés des éléments . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/proppiedades/electronegatividad-allred.html
Educaplus.org. (sf-b). Propriétés des éléments . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/proppiedades/electronegatividad-pauling.html
L’électronégativité : qu’est-ce que c’est, ses propriétés et son importance (avec tableaux) . (2021, 10 mai). Tout compte. https://www.todamateria.com/electronegatividad/
Pérez P., J., & Merino, M. (2017). Définition de l’électronégativité . Définition de. https://definicion.de/electronegatividad/
