LA LIAISON CHIMIQUE



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Pouvoir polarisant et polarisabilité

Interactions entre dipôles

Lorsque deux dipôles sont au voisinage l’un de l’autre, ils sont en interaction.
Ceci est dû au fait qu'un dipôle crée un champ électrique et que le deuxième dipôle acquiert une énergie dans le champ
du premier dipôle. 
L’énergie associée est fonction de la distance qui les sépare, de la valeur du moment dipolaire, ainsi que de leur
orientation relative.

Il existe deux catégories de dipôle au niveau microscopique :
- les dipôles permanents, qui existent dans les molécules dites polaires (OH2).
- les dipôles induits, qui existent pour toutes les molécules (le nuage électronique des molécules peut se déformer en présence d’un
champ électrique créant ainsi un dipôle induit
).
 
La déformation du nuage électronique est plus ou moins importante suivant la molécule dont il s’agit.
Cette aptitude est mesurée par une grandeur, appelée polarisabilité et notée α. Plus la polarisabilité est grande, plus le
nuage électronique se déforme facilement.
Dans un modèle très simpliste, nous retiendrons que pour que le champ électrique ait une forte influence sur les électrons
de valence, il faut qu’ils soient peu retenus par les noyaux, c’est-à-dire éloignés de ces noyaux. Or les électrons de valence
des atomes sont d’autant plus éloignés des noyaux que l’atome est dans une période élevée de la classification
périodique.
Par exemple, dans la série des halogènes, le dichlore est peu polarisable, alors que le dibrome l’est un peu plus et que le
diiode est très polarisable.

Puisqu’il existe deux types différents de dipôles (permanent et induit), il y a donc trois types d’interactions possibles :
- l’interaction dipôle permanent-dipôle permanent,
- l’interaction dipôle permanent-dipôle induit,
- l’interaction dipôle induit-dipôle induit
que l'on détaillera par la suite.

Polarisabilité des atomes.

La polarisabilité est l’aptitude (ou la facilité) d’un élément apolaire à se polariser en présence d'un champ (elle est
symbolisée par la lettre α). La polarisabilité est l'effet de la déformation du nuage électronique lorsqu'il est soumis à
l'influence d'un champ électrique extérieur.
Si un atome est petit le noyau est proche des électrons et le nuage électronique soumis à un champ électrique se déforme
peu ou pas. Tandis que si l'atome est gros, un champ électrique pourra déformer ce nuage dont les électrons externes
sont moins soumis à l'action du noyau positif, tant du fait d'une distance plus grande que de la présence d'électrons
internes en plus grand nombre.

Polarisabilité des ions
La déformation d'un ion est d'autant plus forte que :
- le nombre d'ions de signe opposé qui l'entourent est petit (la polarisation d'un ion en coordinance 4 est plus grande que
celle d'un ion en coordinance 8)
- la charge de l'ion est élevée et son rayon important (les anions seront donc très polarisables, plus que l'atome
correspondant).
Un ion de faible rayon ionique et de forte charge est polarisant vis à vis des ions de grand rayon ionique et de faible
charge (ion polarisable)

Les gros cations sont polarisables par contre les petits cations sont très polarisants :

polarisables = Te-- (14 en polarisabilité et 221 pm), Se--,  S--, I-, Br-, Xe, O--, Cl-, Pb++, Kr, Hg++, Cs+, Ag+, Ba++, Rb+,
Cd++, F- (1 en polarisabilité et 133 pm)

polarisants = C++++ (0,001 en polarisabilité et 16 pm), B+++, Be++, Si++++, Li+, Al+++, Mg++, Na+, Ti++++, Zn++
(0,8 en polarisabilité et 74 pm)

                  

 


Atomistique et liaison chimique                 La liaison chimique                   
Pr Robert Valls                                                                                                                                                         robert.valls@univ-amu.fr