Elektronegatiivsuse skaalad, variatsioon, kasulikkus ja näited



The elektronegatiivsus on suhteline perioodiline omadus, mis puudutab aatomi võimet meelitada oma molekulaarkeskkonnast elektroonilist tihedust. Aatomi kalduvus meelitada elektrone, kui see on molekuli külge kinnitatud. See kajastub paljude ühendite käitumises ja selles, kuidas nad intermolekulaarselt omavahel suhtlevad.

Kõik elemendid ei meelita külgnevate aatomite elektrone võrdselt. Elektroonilise tiheduse kergesti loovutajate puhul öeldakse, et nad on elektropositiivne, samas kui need, kes "katavad" elektronidega, on elektronegatiivne. Selle omaduse (või kontseptsiooni) selgitamiseks ja jälgimiseks on mitmeid viise.

Näiteks molekuli elektrostaatilise potentsiaali kaartidel (nagu kloriiddioksiid ülaloleval pildil, ClO)2) täheldatakse erinevate elektronegatiivsuste mõju kloori ja hapniku aatomitele.

Punane värv näitab molekuli elektronirikkaid piirkondi δ- ja sinist värvi, mis on elektron-halvad, δ +. Seega võib pärast arvutuslike arvutustega seeriaid luua seda tüüpi kaardid; paljud neist näitavad otsest seost elektronegatiivsete aatomite asukoha ja δ vahel-.

Samuti võib seda visualiseerida järgmiselt: molekuli sees toimub elektronide transiit tõenäolisemalt rohkemate elektregatiivsete aatomite läheduses. Sel põhjusel on see ClO jaoks2 hapniku aatomid (punased kerad) on ümbritsetud punase pilvega, samas kui sinise pilve kloori aatom (roheline sfäär).

Elektronegatiivsuse määratlus sõltub sellest nähtusest, mis on olemasolev mitmel skaalal, mis seda teatud aspektidest arvestavad. Siiski on kõigil skaaladel ühine, et neid toetavad aatomite olemus.

Indeks

  • 1 Elektronegatiivsuse skaalad
    • 1.1 Pauling skaala
    • 1.2 Mullikeni skaala
    • 1.3 A.L. Allred ja E.Rochow
  • 2 Kuidas on perioodiline tabelis elektronegatiivsus erinev?
    • 2.1 Aatom molekulis
  • 3 Mis see on??
  • 4 Näited (kloor, hapnik, naatrium, fluor)
  • 5 Viited

Elektronegatiivsuse skaalad

Elektroonilisus ei ole omadus, mida saab kvantifitseerida ega absoluutseid väärtusi. Miks? Kuna aatomi kalduvus meelitada elektroonilist tihedust selle vastu ei ole kõigis ühendites ühesugune. Teisisõnu: elektronegatiivsus varieerub sõltuvalt molekulist.

Jah, ClO molekuli jaoks2 Cl-i aatomit muudetakse N-i aatomiga, siis muutub ka O-kalduvus elektroone meelitada; see võib suureneda (muuta pilv punaks) või langeda (kaotada värv). Erinevus seisneb moodustunud uues N-O sidemes, nii et sellel oleks molekul O-N-O (lämmastikdioksiid, NO2).

Kuna aatomi elektronegatiivsus ei ole kõigi oma molekulaarsete keskkondade jaoks sama, siis on vaja seda määratleda teiste muutujatena. Sel viisil on meil väärtused, mis toimivad võrdlusena ja mis võimaldavad ennustada näiteks moodustunud sideme tüüpi (ioonne või kovalentne)..

Paulingu skaala

Kahe Nobeli auhinna suur teadlane ja võitja Linus Pauling pakkus 1932. aastal välja kvantitatiivse (mõõdetava) elektronegatiivi vormi, mida tuntakse Paulingi skaalal. Selles seostati kahe elemendi, A ja B, moodustavate sidemete elektregatentsus A-B sideme ioonse iseloomuga seotud täiendava energiaga..

Kuidas see on? Teoreetiliselt on kovalentsed sidemed kõige stabiilsemad, kuna nende elektronide jaotumine kahe aatomi vahel on võrdne; see tähendab, et molekulide A-A ja B-B puhul jagavad mõlemad aatomid sideme elektronpaari samal viisil. Kui aga A on rohkem elektronegatiivne, siis on see paar rohkem kui A.

Sellisel juhul ei ole A-B enam täielikult kovalentne, kuigi kui selle elektronegatiivsus ei erine, võib öelda, et selle sidemel on kõrge kovalentne iseloom. Kui see juhtub, läbib side väikese ebastabiilsuse ja omandab A ja B vahelise elektronegatiivsuse erinevuse tulemusena täiendava energia..

Mida suurem on see erinevus, seda suurem on ühenduse A-B võimsus ja sellest tulenevalt suurem ka lingi iooniline iseloom.

See skaala esindab keemias enim kasutatavat ja elektronegatiivsuse väärtused tulenesid fluori aatomile väärtuse 4 määramisest. Sealt said nad arvutada ka teised elemendid.

Mullikeni skaala

Kuigi Paulingi skaala on seotud linkidega seotud energiaga, on Robert Mullikeni skaala rohkem seotud kahe teise perioodilise omadusega: ionisatsioonienergia (EI) ja elektrooniline afiinsus (AE).

Seega on EI ja AE kõrge väärtusega element väga elektronegatiivne ja seepärast meelitab see molekule keskkonda elektrone..

Miks? Kuna EI peegeldab, kui raske on välist elektroni tõmmata, ja AE, kui stabiilne on gaasifaasis moodustunud anioon. Kui mõlemal omadusel on suured suurused, siis on element elektronide "väljavalitu".

Mullikeni elektronegatiivsused arvutatakse järgmise valemiga:

ΧM = ½ (EI + AE)

See tähendab, et χM on võrdne EI ja AE keskmise väärtusega.

Erinevalt Paulingi skaalal, mis sõltub sellest, millised aatomid moodustavad sidemeid, on see seotud valentsoleku omadustega (koos stabiilsemate elektrooniliste konfiguratsioonidega).

Mõlemad skaalad genereerivad elementide jaoks elektronegatiivsuse sarnaseid väärtusi ja on ligikaudu seotud järgmise rekonstrueerimisega:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1.37

Mõlemad XM nagu XP need on mõõtmeteta väärtused; see tähendab, et neil puuduvad ühikud.

A.L. Allred ja E.Rochow

On ka teisi elektronegatiivsuse skaalasid, nagu Sanderson ja Allen. Kuid esimene, mis järgib kahte esimest, on Allredi ja Rochow'i skaala (scaleAR). Seekord põhineb see efektiivsel tuumaenergia laengul elektronide kogemusel aatomite pinnal. Seetõttu on see otseselt seotud tuuma atraktiivse tugevusega ja ekraani mõjuga.

Kuidas erineb perioodiline tabel elektronegatiivsus?

Sõltumata kaaludest või väärtustest, mida teil on, suureneb elektronegatiivsus paremale ja vasakule teatud ajaperioodil ning alt-ülevalt rühmades. Seega suureneb see parempoolse ülemise diagonaali suunas (ilma heeliumi loendamata), kuni see vastab fluorile.

Ülaltoodud pildil näete, mida äsja öeldud. Pauling-elektroonegatiivsused väljendatakse perioodilises tabelis vastavalt rakkude värvidele. Kuna fluor on kõige elektronegatiivsem, vastab see silmatorkavamale lilla värvusele, samas kui vähem elektroegatiivsed (või elektropositiivsed) tumedamad värvid.

Samuti võib täheldada, et rühmade juhtidel (H, Be, B, C jne.) On värvid kergemad ja et kui te gruppi liigute, muutuvad teised elemendid tumedamaks. Miks see nii on? Vastus on taas EI, AE, Zef (efektiivne tuumaenergia) ja aatomi raadiuses.

Aatom molekulis

Individuaalsetel aatomitel on tõeline tuumavara Z ja välised elektronid kannatavad efektiivse tuumaenergia laengu tõttu.

Kui ta liigub läbi perioodi, suureneb Zef nii, et aatomilepingud toimuvad; see tähendab, et aatomi raadius on aja jooksul vähenenud.

Sellest tuleneb, et aatomi ühendamise hetkel voolavad elektronid suurema Zef-ga aatomi suunas. Samuti annab see lingile ioonse iseloomu, kui elektronidel on aatomi suunas märgatav kalduvus. Kui see nii ei ole, räägime valdavalt kovalentsest sidemest.

Sel põhjusel varieerub elektronegatiivsus sõltuvalt aatomi raadiustest Zef, mis omakorda on tihedalt seotud EI ja AE-ga. Kõik on kett.

Mis see on??

Mis on elektronegatiivsus? Põhimõtteliselt määratakse kindlaks, kas binaarne ühend on kovalentne või ioonne. Kui elektronegatiivsuse erinevus on väga kõrge (kiirusega 1,7 ühikut või rohkem), siis öeldakse, et ühend on ioonne. Samuti on kasulik eristada struktuuris, millised piirkonnad võivad olla elektronides rikkad.

Siit võib ennustada, millist mehhanismi või reaktsiooni ühend võib läbi viia. Halbates elektronide piirkondades δ + on võimalik, et negatiivselt laetud liigid töötavad teatud viisil; ja elektronide rikas piirkondades võivad nende aatomid koos teiste molekulidega (dipool-dipool-interaktsioonid) väga spetsiifiliselt suhelda.

Näited (kloor, hapnik, naatrium, fluor)

Millised on kloori, hapniku, naatriumi ja fluori aatomite elektronegatiivsuse väärtused? Pärast fluoriidi, kes on kõige elektronegatiivne? Perioodilise tabeli abil täheldatakse, et naatriumi värvus on tume, samas kui hapniku ja kloori värvid on visuaalselt väga sarnased..

Selle väärtused, mis on seotud Paulingile, Mullikenile ja Allred-Rochow'ile, on järgmised:

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).

Pange tähele, et numbriliste väärtustega on täheldatud erinevust hapniku ja kloori negatiivsuse vahel.

Erinevalt Paulingi ja Allred-Rochow'i skaaladest, on Mullikeni skaala järgi kloor rohkem hapniku suhtes elektronegatiivne. Mõlema elemendi elektronegatiivsuse erinevus on veelgi nähtavam Allred-Rochow skaala abil. Ja lõpuks, fluor, olenemata valitud skaalast, on kõige elektronegatiivsem.

Seega, kui molekulis on F-aatom, tähendab see, et sidemel on kõrge iooniline iseloom.

Viited

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorgaaniline keemia (Neljas väljaanne. Lk. 30 ja 44). Mc Grawi mägi.
  2. Jim Clark (2000). Elektronegatiivsus. Välja võetud: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. detsember 2017). Elektronegatiivsuse määratlus ja näited. Võetud: thinkco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (05. november 2011). Elektronegatiivsuse skaala. Vastu võetud: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Elektronegatiivsus Vastu võetud: en.wikipedia.org