Polaire ou non?

L'électronégativité

Nous avons vu qu'une liaison covalente résulte de la mise en commun d'électrons par deux atomes.

Quand les deux atomes sont identiques, les électrons liants sont répartis également entre les atomes liés. Tel est le cas dans les molécules de H2, Cl2, N2, O2 et F2.

On parle alors de liaison covalente non polaire ou liaison covalente pure.

Mais, comme vous le savez, la pureté est rare en ce bas monde et, quand les atomes liés sont différents, le partage n'est pas toujours égal. Il peut prendre, par exemple, la forme d'une association où l'un des atomes est "propriétaire" à 75% et l'autre à 25%. C'est, par exemple, le cas des liaisons O-H dans la molécule d'eau: l'atome d'oxygène attire plus fortement les électrons liants que l'hydrogène. Le partage est inégal et l'on a donc une liaisom covalente polaire.


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Échelle d'électronégativité

Sur l'échelle de Pauling, chaque élément a une électronégativité caractéristique allant de 1 à 4. Un élément fortement électronégatif comme le fluor a une électronégativité de 4 tandis que celle des éléments à faible électronégativité comme le lithium est proche de 1. Les liaisons entre atomes dont la différence d'électronégativité est grande (plus grande ou égale à 1,7) sont généralement considérées comme ioniques tandis que les valeurs entre 0,4 et 1,7 correspondent à des liaisons covalentes polaires et celles inférieures à 0,4 cottespondent à des liaisons covalentes non polaires.

L'illustration ci-dessous, provenant de http://www.fundp.ac.be/, montre bien les tendances de l'électronégativité dans le tableau périodique.


→ Le rayon atomique s'accroît → L'énergie d'ionisation augmente → L'électronégativité augmente →
Groupe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Période
1 H
2,1
He
 
2 Li
1,0
Be
1,5
B
2,0
C
2,5
N
3,0
O
3,5
F
4,0
Ne
 
3 Na
0,9
Mg
1,2
Al
1,5
Si
1,8
P
2,1
S
2,5
Cl
3,0
Ar
 
4 K
0,8
Ca
1,0
Sc
1,3
Ti
1,5
V
1,6
Cr
1,6
Mn
1,5
Fe
1,8
Co
1,9
Ni
1,8
Cu
1,9
Zn
1,6
Ga
1,6
Ge
1,8
As
2,0
Se
2,4
Br
2,8
Kr
 
5 Rb
0,8
Sr
1,0
Y
1,2
Zr
1,4
Nb
1,6
Mo
1,8
Tc
1,9
Ru
2,2
Rh
2,2
Pd
2,2
Ag
1,9
Cd
1,7
In
1,7
Sn
1,8
Sb
1,9
Te
2,1
I
2,5
Xe
 
6 Cs
0,7
Ba
0,9
Lu
1,2
Hf
1,3
Ta
1,5
W
1,7
Re
1,9
Os
2,2
Ir
2,2
Pt
2,2
Au
2,4
Hg
1,9
Tl
1,8
Pb
1,9
Bi
1,9
Po
2,0
At
2,2
Rn
 
7 Fr
0,7
Ra
0,9
Lr
1,3
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Uub
 
Uut
 
Uuq
 
Uup
 
Uuh
 
Uus
 
Uuo
 

L'électronégativité des gaz nobles est pratiquement nulle. On sait en effet que les gaz nobles n'ont pas tendance à attirer les électrons des autres atomes car leur dernière couche électronique est complète. Ils ne se lient à peu près jamais à d'autres atomes.

Les éléments à électronégativité forte se trouvent à la droite du tableau, ce sont des non-métaux. Ils attirent les électrons beaucoup plus fortement que les métaux situés à la gauche du tableau.

La différence d'électronégativité

La différence d'électronégativité entre deux éléments nous informe sur le type de liaison qui peut s'établir entre eux.

Lorsque cette différence est supérieure à 1,7, une liaison ionique est possible. C'est le cas de la plupart des liaisons formées entre un alcalin ou un alcalino-terreux et un halogène ou l'oxygène.

Par exemple, si on calcule la différence d'électronégativité entre le sodium (Na) et le chlore (Cl), on trouve 2,1 (3,0 - 0,9), ce qi est supérieur à 1,7.

Une différence d'électronégativité inférieure à 1,7 donne lieu à une liaison covalente, pure (non polaire) ou polaire.

Quand la différence d'électronégativité est nulle ou très faible, les deux atomes partagent également leurs électrons et forment une liaison covalente pure ou non polaire. C'est le cas des liaisons entre atomes identiques ou encore entre des éléments dont les électronégativités sont voisines, comme dans les laisons phosphore-hydrogène dans la molécule de PH3. Les liaisons covalentes pures se forment lorsque la différence d'électronégativité est inférieure à 0,4.

La liaison covalente polaire se situe entre la liaison covalente pure et la liaison ionique. Elle correspond à un partage inégal d'électrons entre des atomes d'électronégativité différente. C'est le cas de la liaison H-Cl du chlorure d'hydrogène. L'écart d'électronégativité de 0,9 est insuffisant pour qu'il y ait "don" d'électrons, mais trop grand pour qu'il y ait partage égal. Il se forme une liaison covalente polaire lorsque la différence d'électronégativité est comprise entre 0,4 et 1,7. L'illustration ci-dessous montre bien le déplacement des électrons vers le chlore qui devient négatif tandis que H devient positif.

Type de liaison selon la différence d'électronégativité

Différence d'électronégativité <0,4 covalente pure
0,4 < 1,7 covalente polaire
>1,7 ionique

Note : les valeurs ci-dessus peuvent varier légèrement d'un ouvrage à l'autre, mais le principe reste toujours le même.

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