Elektronegativita stupnice, variácie, užitočnosti a príklady



electronegativity je relatívna periodická vlastnosť, ktorá sa týka schopnosti atómu prilákať elektronickú hustotu zo svojho molekulárneho prostredia. Je to tendencia atómu priťahovať elektróny, keď je pripojený k molekule. To sa odráža v správaní sa mnohých zlúčenín a v tom, ako vzájomne intermolekulárne interagujú.

Nie všetky prvky priťahujú elektróny zo susedných atómov v rovnakom pomere. V prípade tých, ktorí ľahko postúpia elektronickú hustotu, sa hovorí, že sú elektropozitívne, zatiaľ čo tí, ktorí sa „obaľujú“ elektronmi, sú elektronegativní. Existuje mnoho spôsobov, ako vysvetliť a pozorovať túto vlastnosť (alebo koncepciu).

Napríklad v mapách elektrostatických potenciálov pre molekulu (ako je oxid chloričitý na obrázku vyššie, ClO)2) je pozorovaný vplyv rôznych elektronegativít na atómy chlóru a kyslíka.

Červená farba označuje oblasti molekuly bohaté na elektróny δ- a modrú farbu, ktoré sú elektrónovo chudobné, δ +. Po sérii výpočtových výpočtov je teda možné vytvoriť tento typ máp; mnohé z nich vykazujú priamy vzťah medzi umiestnením elektronegatívnych atómov a δ-.

To môže byť tiež vizualizované takto: v rámci molekuly, tranzit elektrónov je pravdepodobnejšie, že dôjde v blízkosti viac elektronegatívnych atómov. Z tohto dôvodu je to pre ClO2 atómy kyslíka (červené guličky) sú obklopené červeným mrakom, zatiaľ čo atóm chlóru (zelená guľa) modrastého oblaku.

Definícia elektronegativity závisí od prístupu, ktorý je daný tomuto fenoménu, existujúcemu niekoľkým škálam, ktoré ho berú do úvahy z určitých aspektov. Avšak všetky škály majú spoločné, že sú podporované vnútornou povahou atómov.

index

  • 1 Škály elektronegativity
    • 1.1 Paulingova stupnica
    • 1.2 Mullikenova stupnica
    • 1.3 Rozsah stupnice A.L. Allred a E.Rochow
  • 2 Ako sa elektronegativita mení v periodickej tabuľke?
    • 2.1 Atóm v molekule
  • 3 Na čo slúži??
  • 4 Príklady (chlór, kyslík, sodík, fluór)
  • 5 Referencie

Elektronegativita váhy

Elektronegativita nie je vlastnosť, ktorá môže byť kvantifikovaná ani nemá absolútne hodnoty. Prečo? Pretože tendencia atómu priťahovať elektronickú hustotu k nemu nie je rovnaká vo všetkých zlúčeninách. Inými slovami: elektronegativita sa líši v závislosti od molekuly.

Áno pre molekulu ClO2 atóm Cl sa zmení atómom dusíka, potom sa tiež zmení tendencia O priťahovať elektróny; to by mohlo zvýšiť (urobiť oblak červenšie) alebo znížiť (stratiť farbu). Rozdiel by spočíval v novej vytvorenej N-O väzbe, čím by sa získala molekula O-N-O (oxid dusičitý, NO2).

Keďže elektronegativita atómu nie je rovnaká pre všetky jej molekulárne prostredia, je potrebné ju definovať v zmysle iných premenných. Týmto spôsobom máme hodnoty, ktoré slúžia ako referencia a ktoré nám umožňujú predpovedať, napríklad, typ vytvorenej väzby (iónový alebo kovalentný).

Paulingova stupnica

Veľký vedec a víťaz dvoch Nobelových cien, Linus Pauling, navrhol v roku 1932 kvantitatívnu (merateľnú) formu elektronegatívu známeho ako Paulingova stupnica. Elektronegativita dvoch prvkov, A a B, tvoriacich väzby, súvisí s extra energiou spojenou s iónovým charakterom väzby A-B..

Ako je to? Teoreticky sú najstabilnejšie kovalentné väzby, pretože distribúcia ich elektrónov medzi dvoma atómami je spravodlivá; to znamená pre molekuly A-A a B-B, obidva atómy zdieľajú elektrónový pár väzby rovnakým spôsobom. Ak je však A viac elektronegatívny, potom tento pár bude väčší ako A ako B.

V tomto prípade A-B už nie je úplne kovalentný, aj keď sa jeho elektronegativity veľmi nelíšia, možno povedať, že jeho väzba má vysoký kovalentný charakter. Keď k tomu dôjde, väzba prechádza malou nestabilitou a získava extra energiu ako produkt rozdielu elektronegativity medzi A a B.

Čím väčší je tento rozdiel, tým vyššia je mocnosť spoja A-B, a tým vyšší iónový charakter spoja.

Táto stupnica predstavuje najpoužívanejšie v chémii a hodnoty elektronegativít vyplývajú z priradenia hodnoty 4 pre atóm fluóru. Odtiaľ mohli vypočítať ostatné prvky.

Mullikenova stupnica

Kým Paulingova škála súvisí s energiou spojenou s prepojeniami, škála Roberta Mullikena súvisí viac s dvoma ďalšími periodickými vlastnosťami: ionizačná energia (EI) a elektronická afinita (AE)..

Prvok s vysokými hodnotami EI a AE je teda veľmi elektronegatívny, a preto priťahuje elektróny zo svojho molekulárneho prostredia.

Prečo? Pretože EI odráža, aké je ťažké "ťahať" externý elektrón a AE ako stabilný je anión vytvorený v plynnej fáze. Ak majú obe vlastnosti vysoké veličiny, potom je prvkom "milenec" elektrónov.

Elektronegativnosti Mullikena sa vypočítajú podľa tohto vzorca:

ΧM = ½ (EI + AE)

To znamená, χM sa rovná priemernej hodnote EI a AE.

Avšak, na rozdiel od Paulingovej stupnice, ktorá závisí od toho, ktoré atómy tvoria väzby, to súvisí s vlastnosťami valenčného stavu (so stabilnejšími elektronickými konfiguráciami).

Obidve škály generujú podobné hodnoty elektronegativity pre elementy a približne súvisia s nasledujúcou rekonverziou:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1.37

Obidva XM ako XP sú to bezrozmerné hodnoty; to znamená, že im chýbajú jednotky.

Stupnica A.L. Allred a E.Rochow

Existujú aj iné váhy elektronegativity, ako napríklad Sanderson a Allen. Avšak ten, ktorý nasleduje po prvých dvoch, je stupnicou Allreda a Rochowa (χAR). Tentokrát je založený na účinnom jadrovom náboji a elektrónových skúsenostiach na povrchu atómov. Preto priamo súvisí s atraktívnou silou jadra a efektom obrazovky.

Ako sa elektronegativita mení v periodickej tabuľke?

Bez ohľadu na stupnice alebo hodnoty, ktoré máte, elektronegativita sa zvyšuje sprava doľava na určitú dobu a zdola nahor v skupinách. Tak sa zvyšuje smerom k hornej pravej diagonále (bez počítania hélia), až kým nedosiahne fluór.

Na obrázku hore môžete vidieť, čo bolo práve povedané. Paulingove elektrónky sú vyjadrené v periodickej tabuľke podľa farieb buniek. Keďže fluór je najviac elektronegatívny, zodpovedá výraznejšej fialovej farbe, zatiaľ čo k menej elektronegatívnym (alebo elektropozitívnym) tmavším farbám..

Je tiež možné pozorovať, že hlavy skupín (H, Be, B, C, atď.) Majú svetlejšie farby a že keď idete dole cez skupinu, ostatné prvky sa stmievajú. Prečo je to? Odpoveď je opäť vo vlastnostiach EI, AE, Zef (efektívny jadrový náboj) av atómovom polomere.

Atóm v molekule

Jednotlivé atómy majú skutočný jadrový náboj Z a vonkajšie elektróny trpia účinným jadrovým nábojom v dôsledku ochranného efektu.

Ako sa pohybuje v určitom období, Zef rastie takým spôsobom, že sa atóm uzatvára; to znamená, že atómové polomery sú redukované počas určitého obdobia.

To má za následok, že v momente prepojenia atómu s druhým elektróny „budú prúdiť“ smerom k atómu s väčším Zefom. Tiež to dáva iónovému charakteru spojeniu, ak existuje značná tendencia elektrónov k smerovaniu k atómu. Ak tomu tak nie je, hovoríme o prevažne kovalentnej väzbe.

Z tohto dôvodu sa elektronegativita mení podľa atómových polomerov, Zef, ktoré sú zase úzko späté s EI a AE. Všetko je reťaz.

Na čo slúži??

Pre čo je elektronegativita? V zásade určiť, či je binárna zlúčenina kovalentná alebo iónová. Keď je rozdiel v elektronegativite veľmi vysoký (pri rýchlosti 1,7 jednotiek alebo viac), uvádza sa, že zlúčenina je iónová. Je tiež užitočné rozoznať v štruktúre, ktoré oblasti budú pravdepodobne najbohatšie v elektrónoch.

Odtiaľ sa dá predpovedať, aký mechanizmus alebo reakcia môže zlúčenina podstúpiť. V chudobných oblastiach elektrónov δ + je možné, že negatívne nabité druhy fungujú určitým spôsobom; a v oblastiach bohatých na elektróny môžu ich atómy interagovať veľmi špecifickými spôsobmi s inými molekulami (interakcie dipólov a dipólov).

Príklady (chlór, kyslík, sodík, fluór)

Aké sú hodnoty elektronegativity pre atómy chlóru, kyslíka, sodíka a fluóru? Po fluoride, ktorý je najviac elektronegatívny? Pomocou periodickej tabuľky sa zistilo, že sodík má tmavofialovú farbu, zatiaľ čo farby kyslíka a chlóru sú vizuálne veľmi podobné.

Hodnoty elektrónky pre váhy Pauling, Mulliken a Allred-Rochow sú:

Na (0,93, 1,21, 1,01).

O (3,44, 3,22, 3,50).

Cl (3,16, 3,54, 2,83).

F (3,98, 4,43, 4,10).

Všimnite si, že s číselnými hodnotami je pozorovaný rozdiel medzi negativitou kyslíka a chlóru.

Podľa Mullikenovej stupnice, chlór je viac elektronegatívny ako kyslík, na rozdiel od váh Pauling a Allred-Rochow. Rozdiel v elektronegativite medzi oboma prvkami je ešte zreteľnejší pri použití Allred-Rochowovej škály. A nakoniec, fluór bez ohľadu na zvolenú stupnicu je najviac elektronegatívny.

Preto tam, kde v molekule existuje atóm F, znamená to, že väzba bude mať vysoký iónový charakter.

referencie

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (Štvrté vydanie, strany 30 a 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark (2000). Electronegativity. Prevzaté z: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. decembra 2017). Definícia a príklady elektronegativity. Prevzaté z: thoughtco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (05.11.2011). Stupnica elektronegativity. Prevzaté z: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Electronegativity. Prevzaté z: en.wikipedia.org