Un électron non apparié est un électron qui occupe une orbitale d’un atome par lui-même, plutôt que comme partie d’une paire d’électrons. Les électrons non appariés sont relativement peu fréquents car une entité qui porte un électron non apparié est généralement plutôt réactive. La formation de paires d’électrons est généralement favorable sur le plan énergétique, que ce soit sous la forme d’une liaison chimique ou d’une paire solitaire. En chimie organique, les électrons non appariés n’apparaissent généralement que brièvement au cours d’une réaction sur une entité appelée radical. Ils jouent cependant un rôle important dans l’explication des voies de réaction.
EPR
Une RPE, ou résonance paramagnétique électronique, est une technique spectroscopique qui détecte les espèces qui ont des électrons non appariés. Elle est également appelée ESR (Electron Spin Resonance). Les électrons non appariés comprennent les radicaux libres, de nombreux ions de métaux de transition et des défauts dans les matériaux.
Radical libre
Un radical est un atome, une molécule ou un ion qui a des électrons de valence non appariés ou une coquille électronique ouverte, et peut donc être considéré comme ayant une ou plusieurs liaisons covalentes « pendantes ».
Ces liaisons « pendantes », à quelques exceptions près, rendent les radicaux libres très réactifs chimiquement envers d’autres substances, voire envers eux-mêmes. Ces molécules vont souvent se dimériser ou se polymériser spontanément si elles entrent en contact les unes avec les autres. La plupart des radicaux ne sont raisonnablement stables qu’à de très faibles concentrations dans des milieux inertes ou dans le vide.
Paramagnétisme
Le paramagnétisme est une forme de magnétisme où certains matériaux sont attirés par un champ magnétique appliqué de l’extérieur.
Les propriétés paramagnétiques sont dues à la présence de certains électrons non appariés, et au réalignement des trajectoires des électrons causé par le champ magnétique externe. Les matériaux paramagnétiques comprennent le magnésium, le molybdène, le lithium et le tantale.
Les exemples les plus stables d’électrons non appariés se trouvent sur les atomes et les ions des lanthanides. La coquille f incomplète de ces entités n’interagit pas très fortement avec l’environnement dans lequel elles se trouvent, ce qui les empêche de s’apparier. L’ion ayant le plus grand nombre d’électrons non appariés est Gd3+ (Gadolinium) avec sept électrons non appariés.