De la structure à la polarité des molécules - Électronégativité (partie B)

Document 1 - Électronégativité de Pauling pour quelques éléments du tableau périodique

L’électronégativité, notée \(\chi\), est une grandeur relative, sans unité, qui traduit l’aptitude d’un atome, participant à une liaison covalente, à attirer vers lui les électrons du doublet liant. L’électronégativité d’un atome varie selon la place de l’élément correspondant dans le tableau périodique. On indique ci-dessous l’électronégativité des éléments des trois premières périodes du tableau périodique.

Document 2 - Polarité d’une liaison covalente

Si deux atomes impliqués dans une liaison covalente sont d’électronégativités différentes, la répartition des charges est dissymétrique : les électrons de la liaison sont délocalisés vers l’atome le plus électronégatif, qui porte alors une charge partielle négative notée \(\delta^-\) (excédent de charge négative). L’autre atome de la liaison porte, quant à lui, une charge partielle positive notée \(\delta^+\) (excédent de charge positive). La liaison est alors "polarisée".

Nuages électroniques du dichlore et du chlorure d'hydrogène

La liaison covalente \(\mathrm{A-B}\) entre deux atomes \(\mathrm{A}\) et \(\mathrm{B}\) est polarisée si la différence d’électronégativité entre les deux atomes `"A"` et `"B"` est supérieure à 0,4 :  \(\Delta\chi(\mathrm{A-B})=\vert\chi(\mathrm{A})-\chi(\mathrm{B})\vert>0,4\)

Questions

0. Sur le schéma du document 2 représentant les nuages électroniques du dichlore et du chlorure d'hydrogène, indiquer les charges partielles \(\delta^+\)et \(\delta^-\)sur les atomes d'hydrogène et de chlore.

1.a. En vous appuyant sur vos connaissances des gaz nobles et sur la définition de l’électronégativité, expliquer pourquoi l’électronégativité des gaz nobles des trois premières périodes est considérée comme nulle.

1.b. Décrire l’évolution de l’électronégativité des éléments au sein d’une période et d’une colonne du tableau périodique. Préciser quels éléments présentent les électronégativités les plus élevées et les plus faibles.

2.a. Pour chacune des liaisons ci-dessous, calculez la différence d’électronégativité entre les deux atomes `"A"` et `"B"` de la liaison, notée \(\Delta\chi(\mathrm{A-B})\) :

• \(\mathrm{H-C\ell}\)
  
• \(\mathrm{C-O}\)
  
• \(\mathrm{O-H}\)
  
• \(\mathrm{N-H}\)
  
• \(\mathrm{H-H}\)
  
• \(\mathrm{C-H}\)
  

2.b. Ajouter les charges partielles \(\delta^+\)et \(\delta^-\)sur les atomes, si la différence d’électronégativité justifie leur présence.

Les schémas de Lewis des molécules suivantes sont donnés ci-dessous : eau \(\mathrm{(H_2O)}\), méthane \(\mathrm{(CH_4)}\), ammoniac \(\mathrm{(NH_3)}\) et dioxyde de carbone \(\mathrm{(CO_2)}\).

3. Ajouter, pour chacune de ces molécules, les charges partielles sur les atomes, lorsque la différence d’électronégativité entre les atomes justifie leur présence.