La distinction entre les liaisons chimiques covalentes et les liaisons ioniques nécessite l’introduction de la notion d’électronégativité (Én). L’électronégativité est la
tendance d’un atome à attirer vers lui les électrons partagés dans une liaison chimique.
Plus un élément est électronégatif, plus il attire vers lui les électrons de la liaison chimique. L’échelle d’électronégativité utilisée aujourd’hui a été proposée par le chimiste
américain Linus Carl Pauling (1901-1994) en 1932. Dans le tableau périodique,
l’électro négativité des éléments augmente globalement de gauche à droite (en excluant
les gaz rares qui n’ont pas, en général, de valeur d’électronégativité) dans une période
à cause de la charge nucléaire effective (Z effectif ) de plus en plus grande et diminue de
haut en bas dans une famille à cause du nombre croissant d’électrons des couches électroniques internes. Ces valeurs d’électronégativité, sur l’échelle de Pauling, se situent
entre 0 et 4 et sont sans unité. Elles sont inscrites dans le tableau périodique fourni à
la ?n du manuel.
Les électrons de cœur forment un écran entre les électrons de valence et le noyau atomique. Par
conséquent, la charge nucléaire effective (Z effectif ) ressentie par un électron n’est pas égale à la
charge nucléaire du noyau (Z) de l’atome. L’équation mathématique empirique permettant de
calculer la charge nucléaire effective est :
Z effectif = Z −
où
Z effectif = charge nucléaire ressentie par un électron donné ;
Z = numéro atomique (nombre de protons) ;
= constante d’écran.
REMARQUE
Pour déterminer le type de liaison chimique, il ne faut pas simplement considérer
l’électronégativité propre à un atome. Il s’agit plutôt de calculer la différence d’électronégativité (∆Én) entre les deux atomes constituant la liaison
3 .
1.6.1 Liaison covalente non polaire
Dans une liaison chimique covalente, les électrons célibataires de deux atomes sont mis
en commun ; ils sont donc partagés par les deux atomes qui la composent. La liaison
covalente non polaire implique un partage égal des électrons entre les atomes dans la
liaison chimique.
La molécule de H 2 est un exemple de structure présentant une liaison covalente non
polaire (voir la ?gure 1.8). Dans un tel cas, le nuage électronique caractéristique de la
liaison est symétrique, puisque chaque atome d’hydrogène possède la même électronégativité ; les électrons qui composent la liaison ne se voient pas attirés davantage vers
l’un ou l’autre des atomes.
Il a été établi que si la différence d’électronégativité entre deux atomes d’une liaison
se trouve entre 0 et 0,40, il s’agit d’une liaison covalente non polaire. Lorsque la valeur
de la différence d’électronégativité est 0, la liaison covalente est parfaitement non polaire
(nuage électronique symétrique). Quand la différence d’électronégativité est localisée
dans la zone frontière (soit environ 0,40), la seule façon de savoir avec précision si
une liaison est polarisée ou non est de procéder à des études expérimentales telles que
des études de conductivité électrique. Dans le cas de la molécule de méthane (CH 4 ),
les quatre liaisons COH autour de l’atome de carbone sont parfaitement équivalentes.
La différence d’électronégativité pour chacune des liaisons COH est 0,35. Cette valeur
étant très faible, le nuage électronique de la liaison ne se déforme pratiquement pas. Les
scienti?ques s’accordent pour conclure qu’un lien COH est une liaison covalente qu’il
est possible de considérer comme non polaire (voir la ?gure 1.9). Toutefois, il ne faut
pas négliger la très faible polarité entre ces deux atomes qui devra être prise en considération pour expliquer certains phénomènes chimiques (voir la section 4.7.1 sur l’effet
inductif, p. 194).
Dans plusieurs ouvrages,
l’élec tronégativité est représentée par la lettre grecque
« chi », et la différence d’électronégativité est alors ∆.
REMARQUE
Chimiste et physicien américain
né le 28 février 1901 à Portland,
en Oregon, Pauling fut diplômé en
génie chimique du Collège de l’État
d’Oregon en 1922. Il poursuivit ses
études à l’Institut de technologie de Californie où il ob tint son
doctorat en chimie en 1925. Puis,
il entama des études postdoctorales en Europe où il travailla avec
les renommés Erwin Schrödinger
et Niels Bohr. En 1935, il publia
un livre sur la mécanique quantique dans lequel il développait
les notions d’électronégativité, de
résonance et d’orbitales atomiques
hybrides, et ce, pour la première
fois. Il reçut en 1954 le prix Nobel
de chimie pour son travail sur les
liai sons chimiques. Au cours de
la Deuxième Guerre mondiale, il
travailla sur la conception de substituts de plasma sanguin, puis sur
l’anémie falciforme. Défenseur de
la vie humaine, il s’op posa aux
essais nucléaires en faisant si -
gner une pétition par 11 000 scienti?ques, pétition qu’il adressa à
l’Organisation des Nations Unies
en 1958. Honoré du prix Nobel
de la paix en 1962, il reste le
seul homme, à ce jour, à détenir
plus d’un prix Nobel individuel
dans deux catégories différentes.
Pauling décéda le 14 août 1994.
PAULING (1901-1994)
LINUS CARL
12
Chapitre 1 Notions fondamentales
tendance d’un atome à attirer vers lui les électrons partagés dans une liaison chimique.
Plus un élément est électronégatif, plus il attire vers lui les électrons de la liaison chimique. L’échelle d’électronégativité utilisée aujourd’hui a été proposée par le chimiste
américain Linus Carl Pauling (1901-1994) en 1932. Dans le tableau périodique,
l’électro négativité des éléments augmente globalement de gauche à droite (en excluant
les gaz rares qui n’ont pas, en général, de valeur d’électronégativité) dans une période
à cause de la charge nucléaire effective (Z effectif ) de plus en plus grande et diminue de
haut en bas dans une famille à cause du nombre croissant d’électrons des couches électroniques internes. Ces valeurs d’électronégativité, sur l’échelle de Pauling, se situent
entre 0 et 4 et sont sans unité. Elles sont inscrites dans le tableau périodique fourni à
la ?n du manuel.
Les électrons de cœur forment un écran entre les électrons de valence et le noyau atomique. Par
conséquent, la charge nucléaire effective (Z effectif ) ressentie par un électron n’est pas égale à la
charge nucléaire du noyau (Z) de l’atome. L’équation mathématique empirique permettant de
calculer la charge nucléaire effective est :
Z effectif = Z −
où
Z effectif = charge nucléaire ressentie par un électron donné ;
Z = numéro atomique (nombre de protons) ;
= constante d’écran.
REMARQUE
Pour déterminer le type de liaison chimique, il ne faut pas simplement considérer
l’électronégativité propre à un atome. Il s’agit plutôt de calculer la différence d’électronégativité (∆Én) entre les deux atomes constituant la liaison
3 .
1.6.1 Liaison covalente non polaire
Dans une liaison chimique covalente, les électrons célibataires de deux atomes sont mis
en commun ; ils sont donc partagés par les deux atomes qui la composent. La liaison
covalente non polaire implique un partage égal des électrons entre les atomes dans la
liaison chimique.
La molécule de H 2 est un exemple de structure présentant une liaison covalente non
polaire (voir la ?gure 1.8). Dans un tel cas, le nuage électronique caractéristique de la
liaison est symétrique, puisque chaque atome d’hydrogène possède la même électronégativité ; les électrons qui composent la liaison ne se voient pas attirés davantage vers
l’un ou l’autre des atomes.
Il a été établi que si la différence d’électronégativité entre deux atomes d’une liaison
se trouve entre 0 et 0,40, il s’agit d’une liaison covalente non polaire. Lorsque la valeur
de la différence d’électronégativité est 0, la liaison covalente est parfaitement non polaire
(nuage électronique symétrique). Quand la différence d’électronégativité est localisée
dans la zone frontière (soit environ 0,40), la seule façon de savoir avec précision si
une liaison est polarisée ou non est de procéder à des études expérimentales telles que
des études de conductivité électrique. Dans le cas de la molécule de méthane (CH 4 ),
les quatre liaisons COH autour de l’atome de carbone sont parfaitement équivalentes.
La différence d’électronégativité pour chacune des liaisons COH est 0,35. Cette valeur
étant très faible, le nuage électronique de la liaison ne se déforme pratiquement pas. Les
scienti?ques s’accordent pour conclure qu’un lien COH est une liaison covalente qu’il
est possible de considérer comme non polaire (voir la ?gure 1.9). Toutefois, il ne faut
pas négliger la très faible polarité entre ces deux atomes qui devra être prise en considération pour expliquer certains phénomènes chimiques (voir la section 4.7.1 sur l’effet
inductif, p. 194).
Dans plusieurs ouvrages,
l’élec tronégativité est représentée par la lettre grecque
« chi », et la différence d’électronégativité est alors ∆.
REMARQUE
Chimiste et physicien américain
né le 28 février 1901 à Portland,
en Oregon, Pauling fut diplômé en
génie chimique du Collège de l’État
d’Oregon en 1922. Il poursuivit ses
études à l’Institut de technologie de Californie où il ob tint son
doctorat en chimie en 1925. Puis,
il entama des études postdoctorales en Europe où il travailla avec
les renommés Erwin Schrödinger
et Niels Bohr. En 1935, il publia
un livre sur la mécanique quantique dans lequel il développait
les notions d’électronégativité, de
résonance et d’orbitales atomiques
hybrides, et ce, pour la première
fois. Il reçut en 1954 le prix Nobel
de chimie pour son travail sur les
liai sons chimiques. Au cours de
la Deuxième Guerre mondiale, il
travailla sur la conception de substituts de plasma sanguin, puis sur
l’anémie falciforme. Défenseur de
la vie humaine, il s’op posa aux
essais nucléaires en faisant si -
gner une pétition par 11 000 scienti?ques, pétition qu’il adressa à
l’Organisation des Nations Unies
en 1958. Honoré du prix Nobel
de la paix en 1962, il reste le
seul homme, à ce jour, à détenir
plus d’un prix Nobel individuel
dans deux catégories différentes.
Pauling décéda le 14 août 1994.
PAULING (1901-1994)
LINUS CARL
12
Chapitre 1 Notions fondamentales