Skale elektronegativnosti, varijacije, korisnost i primjeri



Elektronegativnost je relativno periodično svojstvo koje se odnosi na sposobnost atoma da privuče elektronsku gustoću iz svoje molekularne okoline. Tendencija atoma je da privuče elektrone kada je vezana za molekulu. To se odražava u ponašanju mnogih spojeva i njihovom međusobnom međudjelovanju.

Nisu svi elementi privlače elektrone iz susjednih atoma u jednakoj mjeri. Za one koji lako prenose elektroničku gustoću, za njih se kaže da su elektropozitivan, dok su oni koji se "pokrivaju" elektronima elektronegativan. Postoji mnogo načina da se objasni i promatra ova svojstva (ili koncept).

Na primjer, u kartama elektrostatskih potencijala za molekulu (kao što je klor dioksid na slici iznad, ClO)2) uočen je utjecaj različitih elektronegativnosti na atome klora i kisika.

Crvena boja označava područja molekula bogata elektronima, δ-, a plava boja one koje su siromašne elektronima, δ +. Dakle, nakon niza računskih izračuna, može se uspostaviti ova vrsta karata; mnogi od njih pokazuju izravnu vezu između položaja elektronegativnih atoma i δ-.

Također se može vizualizirati na sljedeći način: u molekuli je vjerojatnije da će se prolaz elektrona pojaviti u blizini više elektronegativnih atoma. Zbog toga je za ClO2 atomi kisika (crvene kugle) okruženi su crvenim oblakom, dok je atom klora (zelena kugla) plavkastog oblaka.

Definicija elektronegativnosti ovisi o pristupu koji se daje fenomenu, postojeći nekoliko skala koje ga razmatraju iz određenih aspekata. Međutim, sve ljestvice imaju zajedničko da su podržane svojstvenom prirodom atoma.

indeks

  • 1 Skale elektronegativnosti
    • 1.1
    • 1.2 Mulliken ljestvica
    • 1.3 Ljestvica A.L. Allred i E.Rochow
  • 2 Kako se elektronegativnost razlikuje u periodnom sustavu?
    • 2.1 Atom u molekuli
  • 3 Za što je namijenjen??
  • 4 Primjeri (klor, kisik, natrij, fluor)
  • 5 Reference

Skale elektronegativnosti

Elektronegativnost nije svojstvo koje se može kvantificirati niti ima apsolutne vrijednosti. Zašto? Zato što tendencija atoma da privuče elektronsku gustoću prema njoj nije ista u svim spojevima. Drugim riječima: elektronegativnost varira ovisno o molekuli.

Da za molekulu ClO2 atom Cl će biti promijenjen za atom N, zatim će se također promijeniti tendencija O da privuče elektrone; može se povećati (smanjiti oblak) ili smanjiti (izgubiti boju). Razlika bi bila u novoj formiranoj N-O vezi, da bi tako imala molekulu O-N-O (dušikov dioksid, NO2).

Kako elektronegativnost atoma nije ista za sve molekularne sredine, potrebno ju je definirati u smislu drugih varijabli. Na taj način imamo vrijednosti koje služe kao referenca i koje nam omogućuju da predvidimo, na primjer, vrstu veze koja se formira (ionska ili kovalentna).

Paulingova skala

Veliki znanstvenik i dobitnik dvije Nobelove nagrade, Linus Pauling, 1932. predložio je kvantitativni (mjerljivi) oblik elektronegativa poznatog kao Paulingova skala. U njemu je elektronegativnost dvaju elemenata, A i B, formirajući veze, bila povezana s dodatnom energijom povezanom s ionskim karakterom A-B veze..

Kako je ovo? Teoretski, kovalentne veze su najstabilnije, budući da je raspodjela njihovih elektrona između dva atoma jednaka; to jest, za molekule A-A i B-B, oba atoma dijele elektronski par veze na isti način. Međutim, ako je A elektronegativniji, tada će taj par biti veći od A nego B.

U tom slučaju, A-B više nije potpuno kovalentan, iako se njegove elektronegativnosti ne razlikuju mnogo, može se reći da njegova veza ima visok kovalentni karakter. Kada se to dogodi, veza prolazi malu nestabilnost i dobiva dodatnu energiju kao proizvod razlike elektronegativnosti između A i B..

Što je veća ta razlika, to je veća snaga veze A-B, a time i veći ionski karakter veze.

Ova ljestvica najčešće se koristi u kemiji, a vrijednosti elektronegativnosti proizlaze iz dodjele vrijednosti 4 za atom fluora. Odatle su mogli izračunati ostale elemente.

Mulliken skala

Dok je Paulingova skala povezana s energijom povezanom s vezama, skala Roberta Mullikena više se odnosi na dva druga periodična svojstva: energiju ionizacije (EI) i elektronički afinitet (AE)..

Dakle, element s visokim vrijednostima EI i AE je vrlo elektronegativan i stoga će privući elektrone iz njegove molekularne okoline..

Zašto? Jer EI odražava koliko je teško "povući" vanjski elektron, a AE kako je stabilan anion nastao u plinskoj fazi. Ako oba svojstva imaju veliku veličinu, onda je element "ljubavnik" elektrona.

Elektronegativnosti Mullikena izračunavaju se pomoću sljedeće formule:

ΧM = ½ (EI + AE)

To jest, χM jednaka je prosječnoj vrijednosti EI i AE.

Međutim, za razliku od Paulingove skale koja ovisi o tome koji atomi tvore veze, to se odnosi na svojstva valentnog stanja (s njegovim stabilnijim elektroničkim konfiguracijama)..

Obje skale generiraju slične vrijednosti elektronegativnosti za elemente i približno se odnose na sljedeću konverziju:

ΧP = 1,35 (±M)1/2 - 1.37

Oba XM kao XP one su bezdimenzionalne vrijednosti; to znači da im nedostaju jedinice.

Skala A.L. Allred i E.Rochow

Postoje i druge skale elektronegativnosti, kao što su Sanderson i Allen. Međutim, ona koja slijedi prva dva je skala Allreda i Rochowa (χAR). Ovaj put se temelji na učinkovitom nuklearnom naboju koji elektron doživljava na površini atoma. Stoga je ona izravno povezana s privlačnom snagom jezgre i efektom zaslona.

Kako se elektronegativnost razlikuje u periodnom sustavu?

Bez obzira na skale ili vrijednosti koje imate, elektronegativnost se povećava s desna na lijevo za određeno razdoblje, a od dna prema vrhu u skupinama. Dakle, povećava se prema gornjoj desnoj dijagonali (bez brojanja helija) dok ne dostigne fluor.

Na slici iznad možete vidjeti što je upravo rečeno. Paulingove elektronegativnosti izražene su u periodnom sustavu prema bojama stanica. Budući da je fluor najviše elektronegativan, odgovara izraženijoj ljubičastoj boji, dok manje elektronegativnim (ili elektropozitivnim) tamnijim bojama.

Može se također primijetiti da glave grupa (H, Be, B, C, itd.) Imaju svjetlije boje, te da dok se spuštate kroz grupu drugi elementi postaju tamniji. Zašto? Odgovor je opet na svojstvima EI, AE, Zef (efektivni nuklearni naboj) iu atomskom radijusu.

Atom u molekuli

Pojedinačni atomi imaju stvarni nuklearni naboj Z, a vanjski elektroni trpe djelotvorno nuklearno punjenje zbog učinka zaštite.

Kako se kreće kroz razdoblje, Zef se povećava na takav način da se atom sruši; to jest, atomski radijusi se smanjuju tijekom razdoblja.

To dovodi do toga da, u trenutku povezivanja atoma s drugim, elektroni "će teći" prema atomu s većim Zefom. Također, to daje vezu ionskom znaku ako postoji izražena tendencija elektrona da idu prema atomu. Kada to nije slučaj, govorimo o pretežno kovalentnoj vezi.

Zbog toga se elektronegativnost mijenja ovisno o atomskim radijusima Zef, koji su usko povezani s EI i AE. Sve je lanac.

Za što je??

Za što je elektronegativnost? U principu, da se odredi je li binarni spoj kovalentan ili ionski. Kada je razlika u elektronegativnosti vrlo visoka (brzinom od 1,7 ili više jedinica), za spoj se kaže da je ionski. Također, korisno je razlučiti u strukturi koja će područja vjerojatno biti najbogatija elektronima.

Odavde se može predvidjeti koji mehanizam ili reakciju spoj može proći. U siromašnim područjima elektrona, δ +, moguće je da negativno nabijene vrste djeluju na određeni način; i u područjima bogatim elektronima, njihovi atomi mogu međusobno djelovati vrlo specifično s drugim molekulama (dipol-dipol interakcije).

Primjeri (klor, kisik, natrij, fluor)

Koje su vrijednosti elektronegativnosti za atome klor, kisik, natrij i fluor? Nakon fluora, tko je najviše elektronegativan? Pomoću periodnog sustava uočeno je da natrij ima tamno ljubičastu boju, dok su boje za kisik i klor vizualno vrlo slične..

Njegove vrijednosti elektronegativnosti za skale Pauling, Mulliken i Allred-Rochow su:

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).

Treba napomenuti da se kod numeričkih vrijednosti uočava razlika između negativnosti kisika i klora.

Prema Mullikenovoj skali, klor je elektronegativniji od kisika, za razliku od Paulingovih i Allred-Rochowovih skala. Razlika u elektronegativnosti između oba elementa još je izraženija korištenjem Allred-Rochow skale. I na kraju, fluor bez obzira na odabranu ljestvicu je najenergativniji.

Dakle, tamo gdje postoji atom F u molekuli to znači da će veza imati visoki ionski karakter.

reference

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četvrto izdanje, str. 30 i 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark (2000). Elektronegativnost. Preuzeto iz: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. prosinca 2017.) Definicija elektronegativnosti i primjeri. Preuzeto s: thoughtco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (5. studenog 2011.) Ljestvica elektronegativnosti. Preuzeto iz: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018.). Elektronegativnost. Preuzeto s: en.wikipedia.org