Elektronegativita váhy, variace, užitečnost a příklady



elektronegativita je relativní periodická vlastnost, která se týká schopnosti atomu přitahovat elektronickou hustotu ze svého molekulárního prostředí. Je to tendence atomu přitahovat elektrony, když je připojen k molekule. To se odráží v chování mnoha sloučenin a v tom, jak vzájemně intermolekulárně interagují.

Ne všechny prvky přitahují elektrony ze sousedních atomů ve stejném měřítku. V případě těch, kteří snadno postoupí elektronickou hustotu, se říká, že jsou elektropozitivní, zatímco ti to “kryt” sebe s elektrony být elektronegativní. Existuje mnoho způsobů, jak tuto vlastnost (nebo koncept) vysvětlit a pozorovat.

Například, v mapách elektrostatických potenciálů pro molekulu (takový jako chlordioxid v obraze nahoře, ClO) \ t2) je pozorován vliv různých elektronegativit na atomy chloru a kyslíku.

Červená barva označuje elektronově bohaté oblasti molekuly, δ- a modrou barvu těch, které jsou elektron-chudé, δ +. Po sérii výpočtových výpočtů může být tento typ map vytvořen; mnoho z nich ukazuje přímý vztah mezi umístěním elektronegativních atomů a δ-.

To může také být vizualizováno takto: uvnitř molekuly, tranzit elektronů je pravděpodobnější, že nastane v blízkosti více electronegative atomů. Z tohoto důvodu je to pro ClO2 atomy kyslíku (červené koule) jsou obklopeny červeným mrakem, zatímco atom chloru (zelená koule) namodralého mraku.

Definice electronegativity závisí na přístupu, který je dán tomuto fenoménu, existujícím několika měřítkům, která to berou z určitých aspektů. Nicméně, všechny stupnice mají společné, že jsou podporovány vnitřní povahou atomů.

Index

  • 1 Elektronegativita váhy
    • 1.1 Paulingova stupnice
    • 1.2 Mullikenova stupnice
    • 1.3 Stupnice A.L. Allred a E.Rochow
  • 2 Jak se v periodické tabulce liší elektronegativita?
    • 2.1 Atom v molekule
  • 3 Na co to je??
  • 4 Příklady (chlor, kyslík, sodík, fluor)
  • 5 Odkazy

Elektronegativita váhy

Elektronegativita není vlastnost, která může být kvantifikována ani nemá absolutní hodnoty. Proč? Protože tendence atomu přitahovat elektronickou hustotu k tomu není stejná ve všech sloučeninách. Jinými slovy: elektronegativita se liší v závislosti na molekule.

Ano pro molekulu ClO2 atom Cl bude změněn atomem N, pak by se také změnila tendence O přitáhnout elektrony; to by mohlo zvýšit (učinit mrak červenější) nebo snížit (ztratit barvu). Rozdíl by spočíval v nové vytvořené N-O vazbě, aby měl molekulu O-N-O (oxid dusičitý, NO.)2).

Protože elektronegativita atomu není stejná pro všechna jeho molekulární prostředí, je nutné ji definovat z hlediska jiných proměnných. Tímto způsobem máme hodnoty, které slouží jako reference a které nám umožňují předpovědět například typ vazby, která je vytvořena (iontová nebo kovalentní).

Paulingova stupnice

Velký vědec a vítěz dvou Nobelových cen, Linus Pauling, navrhl v roce 1932 kvantitativní (měřitelnou) formu elektronegativa známého jako Paulingova stupnice. Elektronegativita dvou prvků, A a B, tvořících vazby, souvisí s extra energií spojenou s iontovým charakterem vazby A-B..

Jak je to? Teoreticky jsou kovalentní vazby nejstabilnější, protože distribuce jejich elektronů mezi dvěma atomy je spravedlivá; to znamená pro molekuly A-A a B-B, oba atomy sdílejí elektronový pár vazby stejným způsobem. Pokud je však A více elektronegativní, pak bude tento pár větší než A než B.

V tomto případě A-B již není úplně kovalentní, i když se jeho elektronegativnosti neliší, lze říci, že její vazba má vysoký kovalentní charakter. Když se to stane, vazba podstoupí malou nestabilitu a získá extra energii jako součin rozdílu mezi elektronegativitou mezi A a B.

Čím větší je tento rozdíl, tím vyšší je síla spoje A-B, a tím větší iontový charakter spoje.

Toto měřítko představuje nejpoužívanější v chemii a hodnoty elektronegativit vznikly z přiřazení hodnoty 4 pro atom fluoru. Odtud mohli spočítat další prvky.

Mullikenova stupnice

Zatímco Paulingova stupnice má co do činění s energií spojenou s vazbami, měřítko Roberta Mullikena souvisí spíše se dvěma dalšími periodickými vlastnostmi: ionizační energií (EI) a elektronickou afinitou (AE)..

Prvek s vysokými hodnotami EI a AE je tedy velmi elektronegativní, a proto přitahuje elektrony ze svého molekulárního prostředí.

Proč? Protože EI odráží, jak obtížné je "táhnout" vnější elektron, a AE, jak stabilní je anion vytvořený v plynné fázi. Pokud mají obě vlastnosti vysokou velikost, pak je prvkem "milenec" elektronů.

Elektronegativnosti Mulliken jsou počítány s následujícím vzorcem: \ t

ΧM = ½ (EI + AE)

To znamená, χM se rovná průměrné hodnotě EI a AE.

Na rozdíl od Paulingovy stupnice, která závisí na tom, které atomy tvoří vazby, je však spojena s vlastnostmi valenčního stavu (se stabilnějšími elektronickými konfiguracemi).

Obě stupnice vytvářejí podobné hodnoty elektrodonegativity pro elementy a jsou přibližně vztaženy k následující konverzi:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1,37

Oba XM jako XP jsou to bezrozměrné hodnoty; to je, oni postrádají jednotky.

Stupnice A.L. Allred a E.Rochow

Tam jsou jiné váhy electronegativity, takový jako Sanderson a Allen. Nicméně, ten, který následuje první dva je měřítko Allred a Rochow (χAR). Tentokrát je založen na účinném jaderném náboji a na elektronových zkušenostech na povrchu atomů. Proto se přímo vztahuje k atraktivní síle jádra a efektu obrazovky.

Jak se v periodické tabulce liší elektronegativita?

Bez ohledu na stupnice nebo hodnoty, které máte, se elektronegativita zvyšuje zprava doleva po dobu a ve skupinách zdola nahoru. Tak se zvyšuje směrem k horní pravé diagonále (bez počítání hélia), dokud nedosáhne fluoru.

Na obrázku nahoře můžete vidět, co bylo právě řečeno. Paulingovy elektrony jsou vyjádřeny v periodické tabulce podle barev buněk. Jako fluor je nejvíce electronegative, to odpovídá více prominentní fialové barvě, zatímco k méně electronegative (nebo electropositive) tmavější barvy \ t.

Lze také pozorovat, že hlavy skupin (H, Be, B, C, atd.) Mají barvy světlejší, a že když jdete dolů skupinou, ostatní prvky se stmívají. Proč je to? Odpověď je opět ve vlastnostech EI, AE, Zef (efektivní jaderný náboj) a v atomovém poloměru.

Atom v molekule

Jednotlivé atomy mají skutečný jaderný náboj Z a vnější elektrony trpí účinným jaderným nábojem v důsledku stínícího efektu.

Jak se pohybuje přes období, Zef roste takovým způsobem, že se atom uzavírá; to znamená, že atomové poloměry jsou redukovány po určitou dobu.

To má za následek, že v okamžiku spojení atomu s jiným elektrony „proudí“ směrem k atomu s větším Zefem. Také to dává iontovému charakteru spojení, pokud existuje značná tendence elektronů jít směrem k atomu. Pokud tomu tak není, hovoříme o převážně kovalentní vazbě.

Z tohoto důvodu se elektronegativita mění podle atomových poloměrů, Zef, které jsou zase úzce spojeny s EI a AE. Všechno je řetěz.

Na co to je??

Co je to elektronegativita? V zásadě určit, zda je binární sloučenina kovalentní nebo iontová. Pokud je rozdíl v elektronegativitě velmi vysoký (při rychlosti 1,7 jednotek nebo více), je sloučenina označena jako iontová. Také je užitečné rozeznat ve struktuře, které regiony budou nejbohatší v elektronech.

Odtud lze předpovědět, jaký mechanismus nebo reakce může sloučenina podstoupit. V chudých oblastech elektronů, δ +, to je možné, že negativně nabitý druh pracuje jistým způsobem; a v regionech bohatých na elektrony mohou jejich atomy interagovat velmi specifickým způsobem s jinými molekulami (interakce dipól-dipól).

Příklady (chlor, kyslík, sodík, fluor)

Jaké jsou hodnoty elektronegativity pro atomy chloru, kyslíku, sodíku a fluoru? Po fluoridu, který je nejvíce elektronegativní? Při použití periodické tabulky je pozorováno, že sodík má tmavě fialovou barvu, zatímco barvy kyslíku a chloru jsou vizuálně velmi podobné.

Jeho hodnoty electronegativities pro Pauling, Mulliken a Allred-Rochow stupnice jsou: \ t

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).

Všimněte si, že s číselnými hodnotami je pozorován rozdíl mezi negativními hodnotami kyslíku a chloru.

Podle Mullikenovy stupnice je chlor na rozdíl od Paulingových a Allred-Rochowových měřítek elektrolytičtější než kyslík. Rozdíl v elektronegativitě mezi oběma prvky je ještě výraznější s použitím Allred-Rochowovy stupnice. A konečně, fluor bez ohledu na zvolené měřítko je nejvíce elektronegativní.

Pokud tedy v molekule existuje atom F, znamená to, že vazba bude mít vysoký iontový charakter.

Odkazy

  1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání, strany 30 a 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark (2000). Elektronegativita. Převzato z: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. prosince 2017). Definice a příklady elektronegativity. Převzato z: thoughtco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (05.11.2011). Měřítko elektronegativity. Převzato z: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Elektronegativita Převzato z: en.wikipedia.org