Calculateur d'électronégativité - Valeurs instantanées de l'échelle de Pauling

Calculateur d’électronégativité

Un calculateur d’électronégativité recherche la valeur d’électronégativité sur l’échelle de Pauling pour un élément chimique. L’électronégativité est une mesure de la force avec laquelle un atome attire les électrons vers lui lorsqu’il forme une liaison avec un autre atome. Cet outil couvre les 118 éléments : saisissez un nom ou un symbole, et il affiche le symbole, le nom et la valeur sur l’échelle de Pauling de l’élément sur une échelle visuelle simple.

Qu’est-ce que l’électronégativité ?

Lorsque deux atomes forment une liaison, ils mettent en commun une paire d’électrons. L’électronégativité décrit le degré d’inégalité de ce partage. Un atome fortement électronégatif attire les électrons partagés vers lui. Un atome faiblement électronégatif les retient plus faiblement.

Ce partage inégal est appelé polarité de la liaison. Il influe sur plusieurs éléments :

• Force et longueur de la liaison
• Polarité moléculaire — le fait qu’une substance se dissolve dans l’eau ou dans l’huile
• Réactivité — les réactions susceptibles de se produire
• Propriétés physiques — température d’ébullition, température de fusion, solubilité

L’échelle de Pauling

L’échelle d’électronégativité la plus courante a été créée par le chimiste Linus Pauling en 1932. Elle s’étend approximativement de 0,7 à 4,0. Dans les données de cet outil, le fluor possède la valeur la plus élevée, 3,98, et le francium la plus faible, 0,70.

Pauling a déduit les valeurs à partir des énergies de liaison, et non d’une mesure physique directe. L’équation d’origine est :

$\chi_A - \chi_B = 0.102\sqrt{E_{AB} - \frac{E_{AA} + E_{BB}}{2}}$

Ici, $\chi_A$ et $\chi_B$ sont les électronégativités des atomes A et B, $E_{AB}$ est l’énergie de la liaison A–B (en kJ/mol), et $E_{AA}$ et $E_{BB}$ sont les énergies des liaisons A–A et B–B. L’idée est la suivante : si la liaison A–B est plus forte que la moyenne des liaisons A–A et B–B, cette force supplémentaire provient du partage inégal des électrons, et son ampleur indique celle de l’écart d’électronégativité.

Ce calculateur n’exécute pas cette équation. Il contient un tableau de valeurs de Pauling déjà publiées et en recherche une à chaque requête, comme le ferait un tableau de référence imprimé.

Comment calculer la différence d’électronégativité et le type de liaison

Pour estimer le type de liaison qui se forme entre deux éléments, cherchez la valeur de chaque élément dans le calculateur, puis soustrayez le plus petit nombre du plus grand. Un guide courant des manuels classe le résultat en trois plages approximatives :

Ces seuils sont une règle empirique, et non une loi stricte. D’autres manuels placent le seuil ionique à des valeurs légèrement différentes. Les liaisons réelles s’étalent sur un spectre continu, et certaines liaisons proches d’une limite présentent un caractère mixte.

Exemple détaillé. Pour vérifier la liaison H–Cl, cherchez « H » dans le calculateur et notez sa valeur, 2,20. Cherchez ensuite « Cl » et notez sa valeur, 3,16. Soustrayez : 3,16 − 2,20 = 0,96. Comme 0,96 se situe entre 0,4 et 1,8, la liaison H–Cl est covalente polaire.

Tendances de l’électronégativité dans le tableau périodique

Deux tendances s’appliquent à la majeure partie du tableau périodique :

• Dans une période (de gauche à droite), l’électronégativité augmente. Les atomes gagnent des protons tout en conservant la même couche électronique externe, de sorte que le noyau attire plus fortement les électrons partagés.
• Dans un groupe (de haut en bas), l’électronégativité diminue. À chaque ligne successive, les électrons externes se trouvent plus loin du noyau, ce qui affaiblit l’attraction malgré l’augmentation du nombre de protons.

Le fluor, situé dans la partie supérieure droite du tableau, possède la valeur la plus élevée. Le francium, situé dans la partie inférieure gauche, possède la plus faible.

La plupart des métaux ont une valeur inférieure à 2,0, et la plupart des non-métaux une valeur supérieure, mais il s’agit d’une tendance générale et non d’une règle : certains métaux de transition ont des valeurs plus élevées, notamment l’or (2,54), le platine (2,28) et le rhodium (2,28).

Comment utiliser ce calculateur

1. Saisissez le nom d’un élément (par exemple, « Oxygen ») ou son symbole (par exemple, « O ») dans le champ de saisie.
2. Le résultat affiche le symbole, le nom et la valeur sur l’échelle de Pauling de l’élément, ainsi qu’un repère sur une échelle visuelle allant des valeurs faibles aux valeurs élevées.
3. Sélectionnez « Copy » pour copier la valeur numérique.

La recherche fonctionne avec une partie du texte (« Oxy » trouve Oxygen) et ne tient pas compte des majuscules (« oxygen » et « OXYGEN » donnent tous deux un résultat). Toutes les données sont stockées dans la page elle-même : les recherches continuent donc de fonctionner sans connexion Internet une fois la page chargée.

Éléments sans valeur indiquée

Vingt éléments de ce calculateur affichent « Non disponible » au lieu d’un nombre. Quatre sont des gaz nobles : l’hélium, le néon, l’argon et le radon. Les gaz nobles partagent rarement des électrons parce que leurs couches électroniques externes sont déjà pleines. Le krypton et le xénon, qui forment bien un petit nombre de composés réels, ont des valeurs indiquées : 3,00 et 2,60.

Les seize autres sont des éléments lourds produits par l’être humain, du lawrencium (élément 103) à l’oganesson (élément 118). Ils n’existent que brièvement en laboratoire, en quantités trop faibles pour mesurer les énergies de liaison, de sorte qu’aucune valeur d’électronégativité fiable n’a été publiée pour eux.

Plusieurs actinides, de l’américium au nobélium, ont la même valeur estimée, 1,30, dans les tableaux de référence publiés. Il s’agit d’une valeur de substitution fondée sur la similarité chimique, et non d’une valeur mesurée séparément pour chaque élément.

Histoire de l’échelle de Pauling

Linus Pauling a chiffré l’électronégativité dans un article de 1932, « The nature of the chemical bond. IV. The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms ». Ses travaux sur les liaisons chimiques lui ont valu le prix Nobel de chimie de 1954.

Des chimistes ultérieurs ont proposé d’autres échelles. L’échelle de Robert Mulliken utilise l’énergie d’ionisation et l’affinité électronique. L’échelle d’Allred-Rochow utilise la charge nucléaire et la taille de l’atome. L’échelle de Leland Allen utilise des données spectroscopiques. L’échelle originale de Pauling reste la plus enseignée et la plus citée.

Questions fréquentes

À quoi sert un calculateur d’électronégativité ? Il fournit rapidement la valeur d’électronégativité d’un élément sur l’échelle de Pauling, sans nécessiter de tableau périodique imprimé. Il est utilisé pour les devoirs, les comptes rendus de laboratoire et la consultation générale en chimie.

Comment calculer la différence d’électronégativité ? Recherchez la valeur de chaque élément, puis soustrayez le plus petit nombre du plus grand. Pour H et Cl, 3,16 − 2,20 = 0,96.

Quel élément possède l’électronégativité la plus élevée ? Le fluor, avec 3,98 sur l’échelle de Pauling, est l’élément ayant la valeur la plus élevée dans les données de ce calculateur.

Quel élément possède l’électronégativité la plus faible ? Le francium, avec environ 0,70, est l’élément ayant la valeur la plus faible dans les données de ce calculateur.

Pourquoi les gaz nobles n’ont-ils pas de valeurs d’électronégativité ? La plupart des gaz nobles (hélium, néon, argon, radon) forment rarement des liaisons ; aucune valeur significative n’a donc été mesurée pour eux. Le krypton et le xénon constituent des exceptions : ils forment un petit nombre de composés connus et possèdent donc des valeurs indiquées dans ce calculateur.

Quelle est la différence entre l’électronégativité et l’affinité électronique ? L’électronégativité décrit la force avec laquelle un atome attire les électrons lorsqu’il est déjà lié à un autre atome ; elle n’a pas d’unité et se définit par rapport aux autres éléments. L’affinité électronique est l’énergie libérée ou absorbée lorsqu’un atome isolé, non lié, gagne un électron, mesurée en kJ/mol. L’affinité électronique se mesure directement, alors que l’électronégativité se calcule. Les deux ne sont pas la même grandeur.

Quelle est la précision de ces valeurs ? Les valeurs proviennent de tableaux de l’échelle de Pauling couramment publiés. Les différentes sources de référence peuvent parfois présenter des écarts de quelques centièmes, qui reflètent des mesures ou des méthodes de calcul différentes. Pour les travaux universitaires et l’usage général en laboratoire, cette variation a rarement de l’importance.

Références

1. OpenStax. Chemistry 2e, 7.2 Covalent Bonding. Chemistry 2e: Covalent Bonding — définition de l’électronégativité, tendances périodiques, plages de types de liaison (moins de 0,4, 0,4 à 1,8, plus de 1,8), gaz nobles, électronégativité par rapport à l’affinité électronique.
2. Oregon State University Special Collections. The nature of the chemical bond. IV. The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms (Pauling, J. Am. Chem. Soc. 54, 1932). Numérisation de l’article de Pauling de 1932 — échelle d’électronégativité de Pauling de 1932 établie à partir des énergies de liaison.
3. Nobel Prize Outreach. The Nobel Prize in Chemistry 1954. Nobel Prize in Chemistry 1954 — décerné à Linus Pauling pour ses recherches sur la nature de la liaison chimique.