Périodicité des propriétés des atômes

Rayon atomique

Rayon de covalence : Le rayon de covalence rc d’un élément est défini par la demi distance des noyaux dans le corps simple de cet élément (A-A)

rC = dA-A /2

Variation du rayon de covalence dans le tableau de la classification périodique

Dans une même famille (colonne), rc augmente quand Z augmente

↪ n ↗(nombre de couche↗ )

Dans une même période (ligne), rc diminue quand Z augmente

↪ même n mais nombre e- ↗⇔nombre p↗⇒ attraction électrostatique↗

Formation des ions

II-1) L’énergie de première ionisation

E1 est l'énergie qu'il convient de fournir à un atome X pour lui arracher un é- : X→X^++e^-

∃ potentiel de deuxième ionisation (extraction d’un second é-) etc..

E1 est d’autant plus grande que de la force d’attraction entre le noyau et l’é- est importante,

E1 varie donc dans le sens opposé de celui du rayon de covalence

II-2) Affinité électronique

L’affinité électronique Ae est reliée à l’énergie mise en jeu lors de la capture d’un électron par un élément (pris à l’état gazeux) : X+e^-→X^-

Quand cette réaction libère de l’énergie (réaction exothermique), Ae a une valeur positive.

exemple : pour le F, Ae = + 322 kJ/mole

En général, Ae varie approximativement dans le même sens que de l’énergie d’ionisation E1. Ceci est normal, les atomes qui retiennent fortement leurs électrons (forte énergie d’ionisation) sont aussi ceux qui en captent facilement un ou plusieurs autres (fortes affinité électronique), et inversement. Attention, il y a des exceptions.

II-3) Electronégativité - Electropositivité

Notions utiles en chimie car elle permet de prévoir la réactivité des composés chimiques L'électronégativité E- d'un élément est la tendance que possède cet élément à attirer un électron Alors que Ei et Ae sont relatives à un atome seul, E- intervient quand l'atome se trouve associé à d'autres atomes

L'électropositivité E+ d'un élément est la tendance que possède cet élément à perdre un électron

2 définitions pour l’électronégativité :

Mulliken : basée sur Ei et Ae

E- =½ (Ei + Ae)

Pauling :

E- (F) = 4 pour le fluor, élément le plus électronégatif

il déduit toutes les autres de proche en proche (échelle relative)

il trouve : E- (Cs) = 0,7 pour le césium, élément le moins électronégatif

L'électropositivité E+ :

la tendance que possède un élément à perdre un électron.

Concerne les éléments ayant une énergie d’ionisation et une affinité électronique faibles.

Conséquences:

Les éléments électronégatifs (ceux qui ont tendance à donner des anions) sont de bons OXYDANTS X+e^-→X^- réaction de réduction = gain d’électron

Par analogie:

Les éléments électropositifs (ceux qui ont tendance à donner des cations) sont de bons REDUCTEURS