Physique-Chimie1ère

Notion d'électronégativité
Exercices corrigés

Maîtrisez l'électronégativité : échelle de Pauling, polarité des liaisons, tendances périodiques grâce à ces 5 exercices détaillés.

Concepts & Exercices
\(\chi_A - \chi_B > 0.5 \Rightarrow \text{ liaison polarisée}\)
Condition de polarité
Échelle Pauling
F = 4.0
Élément le plus électronégatif
Tendance
\(\uparrow \text{gauche} \rightarrow \text{droite}, \downarrow \text{haut} \rightarrow \text{bas}\)
Augmente dans le tableau
Polarité
\(\Delta \chi > 0.5\)
Liaison polarisée
⚡
Électronégativité : Capacité d'un atome à attirer les électrons dans une liaison covalente.
📊
Échelle de Pauling : Échelle arbitraire avec F = 4.0 comme référence maximale.
🔄
Tendances périodiques : Augmente de gauche à droite, diminue de haut en bas.
Exercice 1
Classer les éléments suivants par ordre d'électronégativité croissante : F, Cl, Br, I
Exercice 2
Déterminer si la liaison H-Cl est polarisée
Exercice 3
Comparer les électronégativités de Na et Cl
Exercice 4
Expliquer les tendances dans la période 2
Exercice 5
Prédire la polarité de la liaison C-O
Corrigé : Exercices 1 à 3
1 Halogènes
Définition :

Électronégativité : Pouvoir d'un atome à attirer les électrons dans une liaison chimique.

Méthode de classement :
  1. Identifier la position des éléments dans le tableau périodique
  2. Appliquer les tendances périodiques de l'électronégativité
  3. Utiliser les valeurs connues pour confirmer
I
2.66
Br
2.96
Cl
3.16
F
4.00
Groupe 17
I, Br, Cl, F
Période
5, 4, 3, 2
χ croissante
I < Br < Cl < F
Étape 1 : Position dans le tableau

I (période 5), Br (période 4), Cl (période 3), F (période 2)

Étape 2 : Application de la tendance

L'électronégativité diminue de haut en bas dans un groupe

Étape 3 : Classement final

F > Cl > Br > I (ordre décroissant) ⇒ ordre croissant : I < Br < Cl < F

I < Br < Cl < F
Réponse finale :

Ordre d'électronégativité croissante : I < Br < Cl < F

Règles appliquées :

• Groupe 17 : Halogènes, même tendance

• Diminution bas-haut : Atomes plus volumineux

• Fluor max : Élément le plus électronégatif

2 Liaison H-Cl
Définition :

Liaison polarisée : Si Δχ > 0.5, la liaison est considérée comme polarisée.

χ(H)
2.20
χ(Cl)
3.16
Δχ
0.96
Étape 1 : Valeurs d'électronégativité

χ(H) = 2.20, χ(Cl) = 3.16

Étape 2 : Calcul de la différence

Δχ = χ(Cl) - χ(H) = 3.16 - 2.20 = 0.96

Étape 3 : Comparaison avec seuil

0.96 > 0.5 ⇒ liaison polarisée

Étape 4 : Direction de la polarisation

Cl attire plus les électrons ⇒ δ- sur Cl, δ+ sur H

H-Cl : Liaison polarisée (Δχ = 0.96)
Réponse finale :

La liaison H-Cl est polarisée car Δχ = 0.96 > 0.5. Le chlore est partiellement négatif (δ-) et l'hydrogène est partiellement positif (δ+).

Règles appliquées :

• Δχ > 0.5 : Liaison polarisée

• Élément le plus électronégatif : Porte charge δ-

• Électronégativité croissante : Vers le HF du tableau

3 Na vs Cl
Définition :

Na (période 3, groupe 1) : Élément peu électronégatif

Cl (période 3, groupe 17) : Élément très électronégatif

χ(Na)
0.93
χ(Cl)
3.16
Δχ
2.23
Étape 1 : Positions dans le tableau

Na : groupe 1, période 3 (métal alcalin)

Cl : groupe 17, période 3 (halogène)

Étape 2 : Valeurs d'électronégativité

χ(Na) = 0.93, χ(Cl) = 3.16

Étape 3 : Calcul de la différence

Δχ = 3.16 - 0.93 = 2.23

Étape 4 : Type de liaison

Δχ = 2.23 >>> 0.5 ⇒ liaison ionique

Na < Cl (χ) ⇒ liaison ionique
Réponse finale :

Le chlore est beaucoup plus électronégatif que le sodium (χ(Cl) = 3.16 vs χ(Na) = 0.93). Cette grande différence conduit à la formation d'une liaison ionique dans NaCl.

Règles appliquées :

• Métaux vs Non-métaux : Grande différence ⇒ liaison ionique

• Groupe 1 : Faible électronégativité

• Groupe 17 : Haute électronégativité

Corrigé : Exercices 4 à 5
4 Période 2
Définition :

Période 2 : Contient Li, Be, B, C, N, O, F, Ne. Électronégativité croît de gauche à droite.

Li
0.98
Be
1.57
B
2.04
C
2.55
N
3.04
O
3.44
F
4.00
Période 2
Li → F
χ croissante
↑
Tendance
G → D
Étape 1 : Éléments de la période 2

Li (groupe 1), Be (groupe 2), B (groupe 13), C (groupe 14), N (groupe 15), O (groupe 16), F (groupe 17)

Étape 2 : Valeurs d'électronégativité

Li (0.98) < Be (1.57) < B (2.04) < C (2.55) < N (3.04) < O (3.44) < F (4.00)

Étape 3 : Analyse de la tendance

L'électronégativité augmente régulièrement de gauche à droite

Étape 4 : Explication physique

Charge nucléaire effective croît ⇒ attraction des électrons plus forte

Période 2 : χ(Li) < χ(F)
Réponse finale :

Dans la période 2, l'électronégativité augmente de manière régulière de Li (0.98) à F (4.00). Cette tendance s'explique par l'augmentation de la charge nucléaire effective de gauche à droite.

Règles appliquées :

• Tendance horizontale : Électronégativité croît de gauche à droite

• Charge nucléaire : Plus de protons ⇒ attraction plus forte

• Même couche : Rayon atomique diminue ⇒ électrons plus proches

5 Liaison C-O
Définition :

C-O : Liaison entre carbone (χ=2.55) et oxygène (χ=3.44).

χ(C)
2.55
χ(O)
3.44
Δχ
0.89
Étape 1 : Valeurs d'électronégativité

χ(C) = 2.55, χ(O) = 3.44

Étape 2 : Calcul de la différence

Δχ = 3.44 - 2.55 = 0.89

Étape 3 : Comparaison avec seuil

0.89 > 0.5 ⇒ liaison polarisée

Étape 4 : Direction de la polarisation

Oxygène plus électronégatif ⇒ δ- sur O, δ+ sur C

C-O : Liaison polarisée (Δχ = 0.89)
Réponse finale :

La liaison C-O est polarisée car Δχ = 0.89 > 0.5. L'oxygène est partiellement négatif (δ-) et le carbone est partiellement positif (δ+), créant un dipôle.

Règles appliquées :

• Δχ > 0.5 : Liaison polarisée

• Oxygène très électronégatif : Attire les électrons

• Polarité influence : Propriétés moléculaires

Cours bien détaillé
\(\Delta \chi = |\chi_A - \chi_B|\)
Différence d'électronégativité
🎯
Électronégativité : Mesure de la capacité d'un atome à attirer les électrons dans une liaison.
📏
Échelle de Pauling : Échelle relative avec F = 4.0 comme référence.
📐
Tendances : Croît de gauche à droite, diminue de haut en bas.
📝
Applications : Prédiction de la polarité des liaisons et des molécules.
💡
Conseil : Retenir les valeurs approximatives pour les éléments courants
🔍
Attention : F est le plus électronégatif, Fr le moins électronégatif
⚡
Astuce : Électronégativité détermine la distribution des charges
📋
Méthode : Toujours comparer Δχ avec 0.5 pour polarité
✅
Vérification : La polarité influence les propriétés physiques
Méthodes d'analyse :
  • Recherche des valeurs : Utiliser l'échelle de Pauling
  • Calcul de Δχ : Différence absolue des électronégativités
  • Classification : Δχ < 0.5 (apolaire), 0.5 ≤ Δχ < 1.7 (polaire), Δχ ≥ 1.7 (ionique)
  • Prévision des propriétés : Liaisons polaires ⇒ molécules polaires possibles
Règles importantes :
  • Électronégativité croît de gauche à droite dans une période
  • Électronégativité diminue de haut en bas dans un groupe
  • Δχ > 0.5 ⇒ liaison polarisée
  • Δχ > 1.7 ⇒ liaison ionique
  • Fluor est l'élément le plus électronégatif (χ = 4.0)
Points clés à retenir :
  • Électronégativité → polarité → propriétés moléculaires
  • Tendances périodiques prévisibles
  • Seuil de 0.5 pour déterminer la polarité
  • Élément le plus électronégatif : fluor (F)
  • Élément le moins électronégatif : francium (Fr)
Notion d’électronégativité Polarité et électronégativité