Électronégativité

Qu'est-ce que l'électronégativité?

La Électronégativité Il s'agit d'une propriété périodique relative qui concerne la capacité d'un atome d'attirer la densité électronique de son environnement moléculaire. C'est la tendance d'un atome pour attirer des électrons vers lui lorsqu'il est attaché à une molécule. Cela se reflète dans le comportement de nombreux composés et comment interagir avec intermoléculairement.

En d'autres termes, plus il est électronégatif, plus la capacité d'attirer des électrons d'autres atomes; Il aura également un potentiel d'ionisation plus élevé, qui vous permet de maintenir vos électrons face à l'attraction externe tout en attirant des électrons des atomes environnants.

Maintenant, tous les éléments n'attirent pas les électrons d'atomes adjacents au même degré. Dans le cas de ceux qui donnent de la densité électronique, il est dit qu'ils sont électropositif, Tandis que ceux qui "couvrent" les électrons sont électronégatifs. Il existe de nombreuses façons d'expliquer et d'observer cette propriété (ou concept).

Par exemple, dans les cartes des potentiels électrostatiques pour une molécule (comme le dioxyde de chlore de l'image supérieure, CLO₂) L'effet des différentes électronégativités pour les atomes de chlore et d'oxygène est observé.

La couleur rouge indique les régions riches en électrons de la molécule, Δ- et la couleur bleue qui sont pauvres des électrons, δ+. Ainsi, après une série de calculs de calcul, ce type de cartes peut être établi; Beaucoup d'entre eux montrent une relation directe entre l'emplacement des atomes électronégatifs et δ-.

Il peut également être visualisé comme suit: dans une molécule, il est plus probable que le transit des électrons se produise à proximité des atomes les plus électronégatifs.

C'est pour cette raison que pour le CLO₂ Les atomes d'oxygène (sphères rouges) sont entourés d'un nuage rouge, tandis que l'atome de chlore (la sphère verte) d'un nuage bleuâtre.

La définition de l'électronégativité dépend de l'approche donnée au phénomène, il existe plusieurs échelles qui la considèrent sous divers aspects. Cependant, toutes les échelles ont en commun qu'elles sont soutenues par la nature intrinsèque des atomes.

Échelles d'électronégativité

Dans le tableau périodique, il peut être observé lorsque la valeur de l'électronégativité augmente ou diminue

L'électronégativité n'est pas une propriété qui peut être quantifiée et n'a pas de valeurs absolues. C'est parce que la tendance d'un atome d'attirer la densité électronique vers lui n'est pas la même dans tous. En d'autres termes: l'électronégativité varie en fonction de la molécule.

Si pour la molécule CLO₂ L'atome de Cl sera changé en N, puis la tendance de l'OR d'attirer les électrons serait également modifiée; Il pourrait être augmenté (obtenir le nuage rouge) ou diminuer (perdre la couleur). La différence résiderait dans le nouveau lien N-O formé, pour avoir la molécule O-N-O (dioxyde d'azote, non₂).

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Comme l'électronégativité d'un atome n'est pas la même pour tous ses environnements moléculaires, il est nécessaire de le définir en fonction d'autres variables. De cette façon, il existe des valeurs qui servent de référence et qui permettent de prédire, par exemple, le type de lien formé (ionique ou covalent).

Échelle de pause

Le grand scientifique et gagnant de deux Nobel Awards, Linus Pauling (1901-1994), levé en 1932 une forme quantitative (mesurable) d'électronégativité, connue sous le nom de Pauling Scale. Dans ce document, l'électronégativité de deux éléments, A et B, formant des liens, était liée à l'énergie supplémentaire associée au caractère ionique du lien A-B.

Théoriquement, les liaisons covalentes sont les plus stables, car la distribution de leurs électrons entre deux atomes est équitable; c'est-à-dire que pour les molécules A-A et B-B, les deux atomes partagent les électrons de liaison de la même manière. Cependant, si A est plus électronégatif, alors ladite paire sera plus que de b.

Dans ce cas, A-B n'est plus complètement covalent, bien que si ses électronégativités ne diffèrent pas beaucoup, on peut dire que son lien a un caractère covalent élevé. Lorsque cela se produit, le lien subit une petite instabilité et acquiert une énergie supplémentaire en tant que produit de la différence d'électronégativité entre A et B.

Plus cette différence est grande, plus l'énergie du lien A-B est grande, et par conséquent, plus le caractère ionique dudit lien est grand.

Cette échelle représente la plus utilisée en chimie, et les valeurs d'électronégativités sont émergées de l'allocation d'une valeur de 4 pour l'atome de fluor (l'élément avec l'électronégativité la plus faible est le cezium, avec 0,7). De là, ils pourraient calculer celui des autres éléments.

Échelle de Mulliken

Alors que l'échelle de Pauling a à voir avec l'énergie associée aux liens, l'échelle Robert Mulliken (1896-1986) est plus liée à deux autres propriétés périodiques: l'énergie d'ionisation (EI) et l'affinité électronique (AE).

Ainsi, un élément avec des valeurs élevées d'EI et AE est très électronégative, et donc il attirera les électrons de son environnement moléculaire.

Parce que? Parce qu'il reflète à quel point il est difficile de "démarrer" un électron externe et à quel point l'anion formé dans une phase gazeuse est si stable. Si les deux propriétés ont des amplitudes élevées, alors l'élément est "amoureux" des électrons.

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Les électronégativités de Mulliken sont calculées avec la formule suivante:

Χ_M = ½ (ei + ae)

C'est-à-dire χ_M Il est égal à la valeur moyenne de l'EI et de l'AE.

Cependant, contrairement à l'échelle Pauling qui dépend de ce que les atomes forment les liens, cela est lié aux propriétés de l'état de Valence (avec ses configurations électroniques les plus stables).

Les deux échelles génèrent des valeurs d'électronégativité similaires pour les éléments et se rapportent approximativement à la conversion suivante:

Χ_P = 1.35 (χ_M)^1/2 - 1.37

Les deux x_M comme x_P Ce sont des valeurs sans dimension; c'est-à-dire qu'ils manquent d'unités.

Échelle d'un.L. Allred et E. Rotation

Il existe d'autres échelles d'électronégativité, comme Sanderson et Allen. Cependant, celui qui suit les deux premiers est l'échelle Allred et Rochow (χ_Ardente). Cette échelle est basée sur la charge nucléaire efficace qu'un électron éprouve à la surface des atomes. Par conséquent, il est directement lié à la force d'attraction du noyau et à l'effet d'écran.

Comment varie l'électronégativité dans le tableau périodique?

Échelle d'électronégativité Pauling. Source: Wikimedia Commons

Quelles que soient les échelles ou les valeurs dont il dispose, l'électronégativité augmente de droite à gauche pendant une période, et de bas en haut dans les groupes. Ainsi, il augmente vers la diagonale supérieure droite (sans compter l'hélium) jusqu'à ce que le fluor soit.

Dans l'image supérieure, le fraîchement dit. Dans le tableau périodique, les électronégativités pauvres sont exprimées en fonction des couleurs des boîtes. Comme le fluorure est le plus électronégatif, il appartient à une couleur violette plus rugueuse, tandis que les couleurs moins électronégatives (ou électropositifs).

On peut également voir que les têtes de groupe (h, be, b, c, etc.) Ils ont les couleurs les plus claires, et comme le groupe descend par les autres éléments. Ca parle de quoi? La réponse est à nouveau dans les propriétés EI, AE, ZEF (charge nucléaire efficace) et sur le rayon atomique.

L'atome dans la molécule

Les atomes individuels ont un véritable z nucléaire et les électrons externes souffrent d'un produit de charge nucléaire efficace de l'effet de blindage.

À mesure qu'il se déplace sur une période, ZEF augmente de manière à ce que l'atome soit contracté; c'est-à-dire que les radios atomiques sont réduites tout au long d'une période.

Il en résulte que, au moment de lier un atome à un autre, les électrons "couleront" vers l'atome avec le plus grand ZEF. De plus, cela donne un caractère ionique au lien s'il y a une tendance marquée d'électrons pour aller à un atome. Quand ce n'est pas le cas, on parle d'une liaison à prédominance covalente.

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Pour cette raison, l'électronégativité varie selon les radios atomiques, ZEF, qui à son tour est étroitement lié à l'EI et à l'AE. Tout est une chaîne.

Utilité de l'électronégativité

L'électronégativité sert, en principe, à déterminer si un composé binaire est covalent ou ionique. Lorsque la différence d'électronégativité est très élevée (à un rythme de 1.7 unités ou plus) Il est dit que le composé est ionique.

Il est également utile de discerner dans une structure que les régions seront éventuellement plus riches en électrons.

De là, on peut prédire quel mécanisme ou réaction peut subir le composé. Dans les régions pauvres d'électrons, Δ +, il est possible que des espèces chargées négativement obtenues d'une certaine manière; Et dans les régions riches en électrons, leurs atomes peuvent interagir de manière très spécifique avec d'autres molécules (interactions dipol-dipolo).

Exemples (chlore, oxygène, sodium, fluorure)

Quelles sont les valeurs d'électronégativité pour le chlore, l'oxygène, le sodium et les atomes de fluor? Après le fluor, qui est le plus électronégatif? À l'aide du tableau périodique, il est observé que le sodium a une couleur violet foncé, tandis que les couleurs d'oxygène et le chlore sont visuellement très similaires.

Leurs valeurs d'électronegativités pour les échelles de Pauling, Mulliken et Allred-Rhow sont:

Na (0.93, 1.21, 1.01).

Ou (3.44, 3.22, 3.cinquante).

Cl (3.16, 3.54, 2.83).

F (3.98, 4.43, 4.dix).

Notez qu'avec des valeurs numériques, il existe une différence entre les négativités de l'oxygène et du chlore.

Selon l'échelle Mulliken, le chlore est plus électronégatif que l'oxygène, contrairement aux échelles de Pauling et Allred-Rhochow. La différence d'électronégativité entre les deux éléments est encore plus évidente en utilisant l'échelle Allred-Rhow. Et enfin, le fluorure, quelle que soit l'échelle choisie, est la plus électronégative.

Par conséquent, lorsqu'il y a un atome de f dans une molécule signifie que le lien aura un caractère ionique élevé.

Les références

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