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Electronégativité,
liaisons et
liaisons polaires
Certains sujets semblent
éloignés a priori des arts plastiques. Et pourtant, très concrètement,
ce n'est pas le cas. Les liaisons, les énergies impliquées, cela n'est
pas sans répercussions, sur la toile, l'écran vidéo, la sélette, etc...
L'électronégativité
est une propriété intrinsèque de chaque élément atomique. Il s'agit de
son pouvoir d'attraction vis-à-vis de ses électrons externes. |
L'électronégativité
Les liaisons
Liaisons polaires |
L'attraction du centre (dit aussi
"squelette") varie en fonction inverse du carré de la distance selon la loi
de Coulomb.
Les petits atomes et les
non-métaux sont
globalement caractérisés par des électronégativités puissantes. Ils "tiennent
dur" leurs électrons et passent donc moins facilement en charge positive que
les gros et moyens métaux.
Linus Pauling a défini une échelle
permettant de mesurer l'électronégativité des éléments en situation de
liaison covalente simple en utilisant
arbitrairement le fluor comme étalon (valeur maximale) valant 4.
Notre table
de Mendeleïev intègre maintenant cet indice.
Liaisons
A lire
préalablement : Les liaisons
Bien souvent dans
le monde des arts plastiques, nous avons affaire à des molécules dont nous
aimerions savoir si elles sont cohérentes, stables, afin d'éviter des
interactions indésirables.
Les types de liaisons entre atomes sont
multiples, mais la liaison ionique et la
liaison covalente servent souvent de référence.
D'un point de vue global, l'électronégativité des atomes impliqués peut
définir partiellement la stabilité d'une liaison car elle peut déterminer en
partie la quantité d'énergie engagée alors que c'est précisément cette
quantité d'énergie qui détermine la stabilité de la liaison.
On mesure d'ailleurs cette stabilité en calories nécessaires pour rompre la
liaison. Attention : chaque liaison est un cas particulier qui ne répond pas
seulement aux électronégativités de chaque atome en présence, même si cette
propriété est essentielle.
Différents autres facteurs peuvent en effet
jouer un rôle majeur. Parmi les plus importants, certains sont intuitifs,
comme la distance entre les atomes. Les autres sont notamment liés aux
autres particularités de chaque élément du dipôle
ou d'autres types d'associations.
Liaisons polaires
Une
liaison,
si la différence des électronégativité du couple d'atomes est non nulle, est
dite polaire.
Les deux électrons impliqué dans la liaison
sont attirés par l'atome le plus électronégatif (voir ci-dessus). Une
liaison polaire typique est un sel, mais d'autres structures moléculaires
peuvent être concernées partiellement.
Pour plus d'explications, lire l'encadré ci-contre et l'article consacré aux
liaisons. Cliquer ici.
La polarité
moléculaire est un phénomène très important dans le domaine chromatique et
dans celui des arts plastiques et décoratifs en général. Notamment,
les molécules d'eau (polaires) se fixent aux ions des deux signes,
"hydratant les ions" et se faisant parfois piéger lors de cristallisations,
pouvant être ultérieurement "décoincées" notamment par cuisson (d'argile,
de pigments par exemple).
Les ions hydratés ont tendance a avoir une
couleur différente des ions anhydres. Les terres, les couleurs au cuivre par
exemple, changent ainsi de teinte lorsqu'elles sont intimement hydratées ou
déshydratées (lire passage
in Les oxydes de fer et
passage in Les verts
complexes).
Sur certains aspect de la polarité et de l'apolarité,
lire :
*
en priorité toute
l'annexe du chap. XXII des Dialogues de
Dotapea.
*
un
passage du chap. XXII
(en relation avec le mouillage pigmentaire)
* un
passage consacré aux
amphiphiles dans le chap. I, A propos des liants.
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Dit autrement...
Quand une molécule se
forme par liaison covalente, il y a mise en commun d'électrons. Le nuage
électronique n'est pas forcément symétrique et bien réparti, certains
atomes ont tendance à "tirer la couverture" à eux, par exemple
l'oxygène.
Dans cette lutte le petit hydrogène est souvent le perdant. Si on prend
une molécule d'eau, on a donc un déficit d'électrons sur H et un excès
sur O.
Du coup c'est comme si ces deux sites portaient une charge électrique, +
sur H et - sur O, et ça provoque des forces attractives. Ces liaisons H
sont très fréquentes (pas uniquement dans l'eau, donc) et responsables
de nombreux effets : viscosité de l'eau, résistance mécanique de
certains polymères, formation de certains gels, et en particulier
appariement des deux brins d'ADN des organismes eucaryotes.
On sait que certaines
molécules et certains pigments ne sont vraiment solubles/dispersables
que dans des milieux "gras" ou "aqueux". Les chimistes parlent de la
polarité des solvants. Eau : très polaire. Méthanol, éthanol, polaires.
Huiles, cires, très peu polaires (apolaires).
Les molécules peuvent
elles-mêmes être plus ou moins polaires et avoir donc des affinités pour
l'un ou l'autre type de solvant. Si un produit est polaire, il ne se
dissoudra pas dans les huiles, rien à
faire. Ou alors il faut modifier la molécule (les chimistes font ça très
couramment) pour la rendre soluble dans les corps gras.
(s)
Jean-Louis |
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