Lorsque vous essayez de déterminer quel type de lien est établi entre deux éléments, vous êtes probablement habitué à regarder l'électronégativité. Sur la base de la différence d'électronégativité entre les deux éléments, vous pouvez prédire quel type de liaison se formera.
Mais, il y a un léger problème avec cela. Alors que les liens sont souvent considérés en termes idéalisés comme ioniques ou covalents, ce n'est pas vraiment ainsi que cela fonctionne dans la vraie vie. Au lieu de cela, la plupart des obligations ont un pourcentage de caractère ionique.
Qu'est-ce que le pourcentage de caractère ionique ?
Il y a deux extrêmes à la liaison que vous connaissez probablement :
- liaison ionique: transfert complet d'un électron
- liaison covalente: deux atomes partagent des électrons
À moins que les deux atomes ne soient identiques, deux atomes ne partagent pas parfaitement les électrons.
Par exemple, O2 est une liaison vraiment covalente. D'autre part, la liaison covalente entre l'oxygène et l'hydrogène dans l'eau ne l'est pas. Quel que soit l'élément ayant une électronégativité plus élevée (un désir plus élevé d'accaparer les électrons), les électrons se rapprocheront de lui. L'oxygène a une électronégativité plus élevée et a donc une charge négative partielle. En conséquence, il y a un certain caractère ionique partiel à la liaison.
La différence d'électronégativité peut cependant vous renseigner sur le pourcentage de caractère ionique de la liaison. Si la différence d'électronégativité entre deux atomes est élevée, la liaison aura un caractère plus ionique. Si la différence d'électronégativité entre les deux atomes est faible, la liaison aura moins de caractère ionique.
Calcul du pourcentage de caractère ionique
Afin de quantifier la répartition de la charge au sein d'une obligation, vous pouvez déterminer le moment dipolaire. Le moment dipolaire est la propriété physique qui détermine la répartition asymétrique de la charge dans une liaison. Il est défini comme le produit de la quantité totale de charges positives ou négatives et de la distance entre le centre des distributions de charges.
Pour calculer le pourcentage de caractère ionique, vous devrez utiliser l'équation suivante :
Ici,exp est le moment dipolaire déterminé expérimentalement, tandis que μionique est le moment dipolaire si la liaison était parfaitement ionique.
μexp est déterminé expérimentalement et peut être trouvé dans des tableaux tels que celui de la section de référence. μionique doit être calculé à l'aide de la formule suivante :
Ici, Q est la charge (ou la charge d'un électron), et r est la distance entre les deux atomes. Ceci doit également être déterminé expérimentalement.
Maintenant, vous pouvez calculer le pourcentage de caractère ionique étant donné le moment dipolaire déterminé expérimentalement et le moment dipolaire si la liaison était parfaitement ionique.
Qu'en est-il d'une estimation du pourcentage de caractère ionique compte tenu de la différence d'électronégativité ?
Estimation du pourcentage de caractère ionique
Après avoir trouvé le pourcentage de caractère ionique comme indiqué ci-dessus, le chimiste Linus Pauling a trouvé une relation empirique entre la différence d'électronégativité et le pourcentage de caractère ionique. Cette relation n'est pas parfaite, mais elle donne une estimation décente du pourcentage de caractère ionique.
Voici l'équation :
Ici, Δx est la différence d'électronégativité entre les deux éléments. Par exemple, jetez un oeil à HCl. L'électronégativité de Cs est de 2,20, alors que pour Cl elle est de 3,1. (Vous pouvez rechercher cela en utilisant le tableau périodique dans la section ressources.) La différence est donc d'environ 0,9. Vous pouvez le brancher pour Δx pour trouver le pourcentage ionique personnage:
Compléter le calcul vous donne :
Le pourcentage de caractère ionique est donc :
Ainsi, la liaison entre HCl a 20 pour cent de caractère ionique. Le tableau 5.4.1 dans la première référence nous indique que le pourcentage réel de caractère ionique est de 17,7 pour cent, donc cette estimation basée sur la relation empirique vous donne un bon estimation! Sinon, vous pouvez utiliser le moment dipolaire observé expérimentalement pour calculer le pourcentage de caractère ionique.