Elektronnegativitet

Vad är elektronegativitet?

De Elektronnegativitet Det är en relativ periodisk egenskap som berör förmågan hos en atom av att locka elektronisk densitet i dess molekylära miljö. Detta är trenden med en atom att locka elektroner till sig själv när den är fäst vid en molekyl. Detta återspeglas i beteendet hos många föreningar och hur intermolekylärt interagerar med varandra.

Med andra ord, ju mer elektronegativa det är en atom, desto större är förmågan att locka elektroner av andra atomer; Det kommer också att ha en högre joniseringspotential, som gör att du kan underhålla dina elektroner inför extern attraktion medan du lockar elektroner i de omgivande atomerna.

Nu lockar inte alla element elektroner av intilliggande atomer i samma grad. När det gäller dem som ger elektronisk densitet sägs det att de är elektropositiv, Medan de som "täcker" elektroner är elektronegativ. Det finns många sätt att förklara och observera den här egenskapen (eller konceptet).

Till exempel i kartorna med elektrostatiska potentialer för en molekyl (såsom klordioxiden för den överlägsna bilden, CLO₂) Effekten av de olika elektronegativiteterna för klor- och syreatomer observeras.

Den röda färgen indikerar de regioner som är rika på elektroner i molekylen, 5- och den blå färgen som är fattiga för elektroner, 5+. Således, efter en serie beräkningsberäkningar kan denna typ av kartor upprättas; Många av dem visar en direkt relation mellan platsen för elektronegativa atomer och 5-.

Det kan också visualiseras enligt följande: Inom en molekyl är det mer troligt att transitering av elektroner förekommer i närheten av de mest elektronegativa atomerna.

Det är av denna anledning som för CLO₂ Syreatomer (röda sfärer) är omgiven av ett rött moln, medan kloratom (den gröna sfären) av ett blåaktigt moln.

Definitionen av elektronegativitet beror på tillvägagångssättet som ges till fenomenet, det finns flera skalor som betraktar det från olika aspekter. Men alla skalor har gemensamt att de stöds av atomernas inre natur.

Elektronegativitetsskalor

I det periodiska tabellen kan det observeras när värdet på elektronegativiteten ökar eller minskar

Elektronegativitet är inte en egenskap som kan kvantifieras och inte heller har absoluta värden. Detta beror på att trenden för en atom av att locka elektronisk densitet mot honom inte är densamma i alla föreningar. Med andra ord: Elektronegativitet varierar beroende på molekylen.

Om för CLO -molekylen₂ Atomen av CL kommer att ändras till N, då skulle tendensen till OR att locka elektronerna också modifieras; Det kan ökas (få Redst -molnet) eller minska (förlora färg). Skillnaden skulle ligga i den nya N-O-länken bildad, att ha O-N-O-molekylen (kvävedioxid, nej₂).

Det kan tjäna dig: Förhållande mellan kemi och teknik med människa, hälsa och miljö

Eftersom elektronegativiteten hos en atom inte är densamma för alla dess molekylära miljöer, är det nödvändigt att definiera den enligt andra variabler. På detta sätt finns det värden som fungerar som en referens och som tillåter till exempel att förutsäga den typ av länk som bildas (jonisk eller kovalent).

Pistolskala

Den stora forskaren och vinnaren av två Nobel Awards, Linus Pauling (1901-1994), upp 1932 en kvantitativ (mätbar) form av elektronegativitet, känd som Pauling Scale. I den var elektronegativiteten hos två element, A och B, bildande länkar, relaterade till den extra energin som är associerad med den joniska karaktären på A-B-länken.

Teoretiskt sett är de kovalenta bindningarna de mest stabila, eftersom fördelningen av deras elektroner mellan två atomer är rättvis; Det vill säga för A-A- och B-B-molekylerna delar båda atomerna bindningselektronerna på samma sätt. Men om A är mer elektronegativt, kommer paret att vara mer än av B.

I så fall är A-B inte längre helt kovalent, även om om dess elektronegativitet inte skiljer sig mycket, kan det sägas att dess länk har en hög kovalent karaktär. När detta inträffar genomgår länken liten instabilitet och förvärvar extra energi som en produkt av elektronegativitetsskillnaden mellan A och B.

Ju större denna skillnad är, desto mer energi i A-B-länken, och följaktligen, desto större är den joniska karaktären på nämnda länk.

Denna skala representerar den mest använda i kemi, och värdena på elektronegativiteter framkom från tilldelningen av ett värde av 4 för fluoratomen (elementet med den lägsta elektronegativiteten är cessium, med 0,7). Därifrån kunde de beräkna de andra elementen.

Mulliken skala

Medan Pauling-skalan har att göra med energin som är förknippad med länkarna, är Robert Mulliken Scale (1896-1986) mer relaterad till två andra periodiska egenskaper: joniseringsenergi (EI) och elektronisk affinitet (AE).

Således är ett element med höga värden på EI och AE mycket elektronegativt, och därför kommer det att locka elektroner från dess molekylära miljö.

Därför att? Eftersom det återspeglar hur svårt det är att "starta" en extern elektron och hur stabil anjonen bildas i en gasfas är så stabil. Om båda egenskaperna har höga storlekar är elementet "älskare" av elektroner.

Kan tjäna dig: fusion

Mulliken -elektronegativiteter beräknas med följande formel:

Χ_M = ½ (ei + ae)

Det vill säga χ_M Det är lika med medelvärdet för EI och AE.

Till skillnad från Pauling -skalan som beror på vilka atomer som bildar länkar är detta dock relaterat till egenskaperna i staten Valencia (med dess mest stabila elektroniska konfigurationer).

Båda skalorna genererar liknande elektronegativitetsvärden för elementen och relaterar ungefär till följande omvandling:

Χ_P = 1.35 (χ_M)^1/2 - 1.37

Båda x_M Som x_P De är dimensionella värden; det vill säga de saknar enheter.

Skala av en.L. Allred och E. Rochow

Det finns andra skalor av elektronegativitet, som Sanderson och Allen. Men den som följer de två första är Allred och Rochow Scale (χ_Ar). Denna skala är baserad på den effektiva kärnbelastningen som en elektron upplever på atomernas yta. Därför är det direkt relaterat till den attraktiva kraften i kärnan och skärmeffekten.

Hur varierar elektronegativitet i den periodiska tabellen?

Pauling Electronegativity Scale. Källa: Wikimedia Commons

Oavsett skalor eller värden som den har ökar elektronegativiteten från höger till vänster under en period och från botten upp i grupperna. Således ökar den mot den övre högra diagonalen (räknar inte helium) förrän fluor är.

I den överlägsna bilden sa den nyare. I det periodiska tabellen uttrycks Pauling Electronegativities enligt lådorna. Eftersom fluor är den mest elektronegativa är det upp till en mer grov lila färg, medan de mindre elektronegativa (eller elektropositiva) färgerna mörkare.

Det kan också ses att grupphuvuden (h, vara, b, c, etc.) De har de tydligaste färgerna, och eftersom gruppen är härstammad av de andra elementen. Vad handlar det här om? Svaret är återigen i EI, AE, ZEF (effektiva kärnbelastning) och på atomradie.

Atomen i molekylen

Individuella atomer har en verklig nukleär Z och externa elektroner lider av en effektiv kärnbelastningsprodukt av skärmningseffekten.

När den rör sig under en period ökar Zef på ett sådant sätt att atomen är kontrakterad; det vill säga atomradioerna reduceras under en period.

Detta resulterar i att vid tidpunkten för att länka en atom med en annan kommer elektronerna att "flyta" till atomen med större zef. Detta ger också en jonisk karaktär till länken om det finns en markant trend med elektroner att gå till en atom. När inte är det tal om en övervägande kovalent bindning.

Kan tjäna dig: Violet Glass

Av denna anledning varierar elektronegativitet beroende på atomradio, Zef, som i sin tur är nära besläktade med EI och AE. Allt är en kedja.

Elektronegativitet användbarhet

Elektronegativitet tjänar i princip för att bestämma om en binär förening är kovalent eller jonisk. När elektronegativitetsskillnaden är mycket hög (med en hastighet av 1.7 enheter eller mer) Det sägs att föreningen är jonisk.

Det är också användbart att urskilja i en struktur som regioner som möjligen kommer att vara rikare på elektroner.

Härifrån kan det förutsägas vilken mekanism eller reaktion som kan drabbas av föreningen. I dåliga regioner av elektroner, 5+, är det möjligt att negativt laddade arter erhållna på ett visst sätt; Och i regionerna som är rika på elektroner kan deras atomer interagera på mycket specifika sätt med andra molekyler (dipol-dipolo-interaktioner).

Exempel (klor, syre, natrium, fluor)

Vilka är elektronegativitetsvärdena för klor, syre, natrium- och fluoratomer? Efter fluor, som är den mest elektronegativa? Med hjälp av det periodiska tabellen observeras att natrium har en mörk lila färg, medan syrefärger och klor är visuellt mycket lika.

Deras elektronegativitetsvärden för vågen av Pauling, Mulliken och Allred-Rhow är:

Na (0.93, 1.21, 1.01).

Eller (3.44, 3.22, 3.femtio).

Cl (3.16, 3.54, 2.83).

F (3.98, 4.43, 4.10).

Observera att med numeriska värden finns en skillnad mellan negativiteterna i syre och klor.

Enligt Mulliken-skalan är klor mer elektronegativ än syre, till skillnad från Pauling och Allred-Rhochow Scales. Skillnaden i elektronegativitet mellan båda elementen är ännu tydligare med Allred-Rhow-skalan. Och slutligen är fluor, oavsett den valda skalan, det mest elektronegativa.

Därför, där det finns en atom av f i en molekyl betyder att länken kommer att ha en hög jonisk karaktär.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan., p. 30 och 44). MC Graw Hill.
2. Jim clark. (2000). Elektronegivitet. Taget från: Chemguide.co.Storbritannien
3. Anne Marie Helmestine, pH.D. (11 december 2017). Elektronegatitetsdefinition och exempel. Taget från: tankco.com
4. Märke. Tuckerman. (5 november 2011). Elektronegatitetsskala. Taget från: NYU.Edu
5. Wikipedia (2018). Elektronnegativitet. Taget från: det är.Wikipedia.org