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Électronégativité

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

En chimie, l'électronégativité d'un élément est une grandeur qui caractérise sa capacité à attirer les électrons lors de la formation d'une liaison chimique avec un autre élément (À titre d'exemple, le fluor est l'élément le plus électronégatif tandis que le francium est le moins électronégatif). La différence d'électronégativité entre ces deux éléments détermine la nature de la liaison chimique : covalente lorsque la différence est faible (inférieure à 1,7), ionique lorsque cette différence est plus importante.

  • Les gaz inertes n'ont pas d'électronégativité
  • Plus un atome est petit, plus son électronégativité est grande

L'électronégativité est notée χXX est le symbole de l'élément considéré. Plus χX est grand et plus l'élément est susceptible d'attirer des électrons en lui.

[modifier] Définitions

Il existe plusieurs définitions de l'électronégativité (Pauling, Mulliken, Parr, Allred et Rochow) ce qui a conduit à construire plusieurs échelles.

  • Définition de Pauling : la différence d'électronégativité entre les éléments A et B a pour expression
\Delta\chi_{AB}=\left(E_{AB}-(E_{AA}E_{BB})^{1/2}\right)^{1/2}

EAB,EAA et EBB sont les énergies de liaison des molécules diatomiques A-B, A-A et B-B. Cette définition ne donne que la différence entre deux électronégativités. On a donc besoin d'une origine qui a été fixée arbitrairement en donnant la valeur de 4 à l'électronégativité du fluor (élément le plus électronégatif de la classification).

  • Définition de Mulliken : l'électronégativité d'un élément est la moyenne de son affinité électronique Ae et de son énergie d'ionisation EI
\chi = \frac{A_e+E_I}{2}
  • Définition d'Allred et Rochow : l'électronégativité d'un élément a pour expression
\chi = \frac{Z_{eff}e^2}{r_{cov}^2}

Zeff est la charge effective du noyau,e la charge élémentaire et rcov le rayon covalent de l'élément

  • Définition de Parr: l'électronégativité est l'opposée de la dérivée de l'énergie de l'atome par rapport au nombre d'électrons
\chi = -\left(\frac{\partial E}{\partial n}\right)

Les échelles d'électronégativité les plus utilisées sont l'échelle de Mulliken, l'échelle d'Allred-Rochow et l'échelle de Pauling.

Les électronégativités des atomes impliqués dans une liaison tendent à être égales (principe d'égalisation des électronégativités de Sanderson, 1951). L'égalisation des électronégativités est réalisée par le transfert de densité électronique vers l'atome le plus électronégatif.

L'électronégativité permet d'estimer le caractère ionique d'une liaison à l'aide de la relation de Pauling

I_{AB}=100(1-e^{-\Delta\chi^2/4})

ou de celle de Haney et Smith

IAB = 16Δχ + 3.5Δχ2

L'électronégativité est également la notion à l'origine de la polarité de certaines molécules. En effet, dans une molécule, lorsque les atomes de part et d'autre de la liaison covalente ont des électronégativités différentes, l'atome le plus électronégatif attire davantage les électrons. Le barycentre des charges positives n'est donc pas confondu avec le barycentre des charges négatives. La molécule reste globalement neutre mais un champ électrique apparaît au sein de celle-ci, on dit que la liaison est polarisée ou que la molécule est polaire.

Les éléments dont l'électronégativité est faible sont fréquemment dits électropositifs.

[modifier] Tableau

→ Rayon atomique décroît → Énergie d'ionisation s'accroît → Électronégativité s'accroît →
Groupe (vertical) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Période (horizontal)
1 H
2.20
He
 
2 Li
0.98
Be
1.57
B
2.04
C
2.55
N
3.04
O
3.44
F
3.98
Ne
 
3 Na
0.93
Mg
1.31
Al
1.61
Si
1.90
P
2.19
S
2.58
Cl
3.16
Ar
 
4 K
0.82
Ca
1.00
Sc
1.36
Ti
1.54
V
1.63
Cr
1.66
Mn
1.55
Fe
1.83
Co
1.88
Ni
1.91
Cu
1.90
Zn
1.65
Ga
1.81
Ge
2.01
As
2.18
Se
2.55
Br
2.96
Kr
3.00
5 Rb
0.82
Sr
0.95
Y
1.22
Zr
1.33
Nb
1.6
Mo
2.16
Tc
1.9
Ru
2.2
Rh
2.28
Pd
2.20
Ag
1.93
Cd
1.69
In
1.78
Sn
1.96
Sb
2.05
Te
2.1
I
2.66
Xe
2.6
6 Cs
0.79
Ba
0.89
*
 
Hf
1.3
Ta
1.5
W
2.36
Re
1.9
Os
2.2
Ir
2.20
Pt
2.28
Au
2.54
Hg
2.00
Tl
1.62
Pb
2.33
Bi
2.02
Po
2.0
At
2.2
Rn
 
7 Fr
0.7
Ra
0.9
**
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Uub
 
Uut
 
Uuq
 
Uup
 
Uuh
 
Uus
 
Uuo
 
Lanthanides *
 
La
1.1
Ce
1.12
Pr
1.13
Nd
1.14
Pm
1.13
Sm
1.17
Eu
1.2
Gd
1.2
Tb
1.1
Dy
1.22
Ho
1.23
Er
1.24
Tm
1.25
Yb
1.1
Lu
1.27
Actinides **
 
Ac
1.1
Th
1.3
Pa
1.5
U
1.38
Np
1.36
Pu
1.28
Am
1.13
Cm
1.28
Bk
1.3
Cf
1.3
Es
1.3
Fm
1.3
Md
1.3
No
1.3
Lr
 
Tableau périodique des éléments utilisant l'échelle d'électronégativité de Pauling

[modifier] Liens externes