La chimie est partout :dans les médicaments que nous prenons, dans le revêtement en téflon de nos poêles antiadhésives, dans les cellules de chaque être vivant sur Terre. Et chaque élément du tableau périodique est un peu différent - son poids, le nombre de particules subatomiques qu'il possède, l'état de la matière qu'il adopte, son point de fusion, etc., le rendent unique parmi les autres éléments. L'électronégativité est une propriété importante d'un atome qui décide en grande partie de la manière dont il s'associera à d'autres atomes pour former des molécules.
"L'électronégativité est la mesure de l'affinité d'un atome pour les électrons, et c'est une caractéristique intrinsèque de chaque atome", explique Eric Ferreira, professeur agrégé au département de chimie de l'Université de Géorgie. "Il est basé sur de nombreux facteurs spécifiques à l'atome, dont la taille et le nombre de protons dans le noyau."
L'électronégativité d'un atome est essentiellement une mesure de la probabilité relative que les électrons partagés se trouvent plus près de cet atome que d'un autre.
"Cela fonctionne un peu comme deux individus jouant au tir à la corde avec une corde", explique Ferreira. "Les individus sont les noyaux atomiques et la corde ce sont les électrons. Si les individus tirent à force égale, alors la corde est également partagée. Mais si un individu tire plus fort que l'autre, alors une plus grande partie de la corde commencera à s'accumuler. à la personne qui tire plus fort. Essentiellement, la personne qui tire plus fort est plus électronégative, tirant la densité de corde (ou d'électrons) vers elle."
Vous vous souviendrez du cours de chimie du lycée, les protons du noyau d'un atome sont chargés positivement, attirant ainsi des électrons chargés négativement en orbite autour d'eux. Lorsque deux atomes sont liés ensemble, ils se collent entre eux en partageant une paire d'électrons entre eux - c'est ce qu'on appelle une liaison covalente. Mais les atomes d'une liaison covalente peuvent ne pas partager la garde des électrons de manière égale - si des atomes de deux éléments différents partagent des électrons dans une liaison covalente, les électrons pourraient passer plus de temps plus près du noyau d'un atome que de l'autre. Un bon exemple en est la liaison formée entre un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène dans une molécule d'eau :le noyau de l'atome d'oxygène attire les électrons partagés plus fortement que les noyaux des hydrogènes. Par conséquent, l'atome d'oxygène est plus électronégatif que celui des hydrogènes - il est meilleur que les hydrogènes pour attirer les électrons vers son noyau.
Un bon exemple d'une façon dont les humains profitent de l'électronégativité au quotidien est le téflon, le polymère polytétrafluoroéthylène (PTFE), qui peut recouvrir une casserole pour empêcher vos œufs brouillés d'y coller. Ce polymère est une longue chaîne de liaisons carbone-carbone, où chaque atome de carbone interne est également lié à deux atomes de fluor. De tous les éléments, le fluor est le plus électronégatif, de sorte que les électrons de liaison sont étroitement liés aux atomes de fluor.
Les molécules peuvent être attirées les unes vers les autres par des interactions spéciales, comme les forces de dispersion de Londres. Ces forces sont créées lorsque les électrons en mouvement constant dans une molécule sont attirés vers une zone de la molécule, créant des points dans la molécule qui sont plus chargés négativement et d'autres qui sont plus chargés positivement.
Dans le cas spécifique du téflon, parce que le fluor est si électronégatif, les noyaux de ses atomes minimisent la quantité de mouvement des électrons - l'atome de fluor est si attractif pour les électrons qu'ils veulent rarement traîner autour des noyaux de carbone. Cela signifie que le mouvement des électrons qui créerait des forces de dispersion attrayantes de Londres est annulé, ce qui se traduit par les caractéristiques "antiadhésives" du téflon.
L'électronégativité joue également un rôle dans la création de produits pharmaceutiques :
"De nombreux médicaments sont de petites molécules, et ils sont conçus pour interagir avec certaines protéines du corps qui ont des fonctions spécifiques", explique Ferreira. "Ces interactions sont basées sur la forme physique de la molécule pour s'adapter précisément à la forme du récepteur de la protéine - pensez à une clé s'insérant dans une serrure. Ces interactions intermoléculaires peuvent être basées sur des forces électrostatiques, et donc on pourrait concevoir des médicaments où la nature électronique est "réglé" sur des atomes spécifiques en fonction de leur électronégativité afin de maximiser l'efficacité de l'interaction."
Alors, la prochaine fois que vous boirez un verre d'eau, préparerez un sandwich au fromage grillé ou prendrez vos médicaments, remerciez la chimie de rendre chaque élément un peu différent, et certains plus attrayants que d'autres.
Maintenant c'est intéressantLe concept d'électronégativité a été introduit par Linus Pauling en 1932. Sur l'échelle de Pauling, le fluor se voit attribuer une électronégativité de 3,98, et les autres éléments sont mis à l'échelle par rapport à cette valeur. Plus la valeur de l'électronégativité est élevée, plus cet élément attire fortement les électrons partagés. Pauling et Marie Curie sont les deux seules personnes à avoir reçu deux prix Nobel non partagés au cours de leur vie.
