Pistolskala

Figur 1. Pistolskala. Källa: Wikimedia Commons.

Vad är Pauling -skalan?

De Pistolskala Det är en godtycklig skala som används i kemi för att uttrycka Elektronnegativitet av elementen. Detta definieras som en viss atoms tendens att locka elektroner i kombination med en annan atom.

I detta avseende tenderar de höga elektronegativitetselementen att få elektroner lätt. Dessa är icke -metaller, medan det för deras del, de mindre elektronegativa elementen som metaller, är det lättare för dem att ge elektroner.

Därför har det att känna till elektronegativiteten hos ett element en uppfattning om den typ av länk som kan bildas när den kombineras med en annan. Vi kommer att se detta med ett numeriskt exempel senare.

Med denna information kan du förutsäga många av de egenskaper som en förening kommer att ha, något mycket användbart i experimentell kemi och för materialvetenskap, där nya föreningar kontinuerligt skapas.

Det är emellertid bekvämt att klargöra att trots hur viktigt det är, finns det inget unikt sätt att bestämma elektronegativitet; Pauling -skalan är bara en av de olika former som föreslås för att hitta den, även om den är en av de mest använda.

I själva verket är Paulings en godtycklig skala där ett numeriskt värde tilldelas varje element i det periodiska tabellen, vilket återspeglar dess elektronegativitet. Vi ser det i figur 1, där du har elektronegativiteten för varje element, som tilldelades av Twice Nobelpris Linus Pauling (1901-1994) runt 1939.

Elementens elektronegativitet

Pauling, bredvid Don M. Yost, hittade elektronegativitetsvärden empiriskt, genom experimentella data som erhålls genom att mäta länkenergi.

Pauling tilldelad fluor.0. Så när fluoridformar länkar, uppvisar den den högsta trenden att locka elektroner bland alla element.

Det kan tjäna dig: Koordinationsnummer: Vad är, beräkning, exempel

För det andra är syre, med 3.5 och tredje är kväve med 3.0. Båda ligger ovanför och till höger om bordet.

Å andra sidan, i motsatt ände, är det minst elektronegativa elementet cesium, vars symbol är CS, belägen till vänster om bordet, som Pauling tilldelade numret 0.7.

Elektronegativitet i det periodiska tabellen

I allmänhet och som observerats i figur 1 ökar elektronegativitet - och joniseringsenergi från vänster till höger i det periodiska bordet. Den allmänna trenden indikerar också en minskning när man rör sig från topp till botten.

Därför kommer de mest elektronegativa elementen att ha dem i bordets övre högra vinkel: fluor, syre, klor, kväve. Den minst elektronegativa -eller den mest elektropositiva om de föredras -kommer att vara till vänster: litium, natrium, kalium och de andra elementen i grupp 1 -kolonnen i extrema vänster, motsvarande alkaliska och alkaliska metaller-.

I varje kolumn minskar elektronegativiteten genom att öka atomantalet för elementet, utom i övergångsmetaller i mitten, som inte följer denna trend.

En viktig punkt för att markera är att elektronegativitet är relativ, det är inte en oundviklig egenskap hos varje element och mäts endast med avseende på andra element. Det beror mycket på oxidationstillståndet, så samma element kan uppvisa olika elektronegativitet, beroende på vilken typ av förening som bildas.

Länk energiskillnad

figur 2. Den amerikanska kemisten Linus Pauling 1955. Källa: Wikimedia Commons.

I kemi är en länk hur atomer förenas, samma eller annorlunda, för att bilda molekyler. Bland atomerna är krafter som håller dem ihop stabila.

Det finns flera typer av länk, men två betraktas här:

• Kovalent, där atomer av liknande elektronegativiteter delar ett par elektroner.
• Jonisk, Ofta mellan atomer med olika elektronegativiteter där elektrostatisk attraktion råder.

Kan tjäna dig: Bromotimol Blue

Anta att två element A E B kan bilda molekyler med varandra, betecknade AA och BB. Och de kan också gå med för att bilda en AB -förening, hela genom någon typ av länk.

Tack vare deltagande av intermolekylära krafter finns det energi i länken. Till exempel är energin i AA -länken E_Aa, I BB -länken är Ebb och slutligen i sammansatt AB är E_Ab.

Om AB -molekylen kommer att bildas av en kovalent bindning, är teoretiskt länkenergin genomsnittet av energierna och_Aa och e_Bb:

OCH_Ab = ½ (e_Aa + OCH_Bb)

Pauling beräknad E_Ab För flera föreningar mätte den den experimentellt och bestämde skillnaden mellan de två värdena, som den kallade Δ:

Δ = | (E_Ab) uppmätt - (e_Ab) Teoretisk | = | (E_Ab) uppmätt - ½ (e_Aa + OCH_Bb) |

Pauling resonerade så här: om Δ är mycket nära 0, betyder det att elektronegativiteterna för båda elementen är liknande och länken som förenar dem är kovalent. Men om Δ inte är liten, är länken mellan A och B inte ren kovalent.

Ju större det absoluta värdet på 5, desto större är skillnaden mellan elementens elektronegativitet A och B och därför länken att une kommer att vara av jonisk typ. Senare kommer läsaren att hitta ett exempel där det är möjligt att bestämma typen av länk till en förening.

Ekvationer för elektronegativitet

Från det faktum att skillnaden i energi är signalen som skiljer länkens natur, gjorde Pauling många experiment som ledde till att han skapade ett empiriskt uttryck för relativa elektronegativiteter av två element för att bila en molekyl.

Genom att beteckna sådan elektronegativitet som χ (grekisk bokstav "chi") definierade Pauling Δ på följande sätt:

F²· Δ = [χ (a) - χ (b)]²

χ (a) - χ (b) = f√Δ = 0.102√Δ

Kan tjäna dig: Tanteo Balance: Steg, exempel och övningar

Observera att Δ är ett positivt belopp. Fatia f = 0.102 som verkar som multiplicerar kvadratroten av Δ är omvandlingsfaktorn mellan KJ (kilojoules) och EV (elektronvolt), båda energienheterna.

Om kilokalorier och elektronvolt istället används, uttrycks elektronegativitetsskillnaden med en liknande formel men med f = 0.208:

χ (a) - χ (b) = 0.208 väggar

Pauling började tilldela väte värdet på 2.1, ett tidigare värde erhållet av kemisten Robert Mulliken. Han valde detta element som utgångspunkt eftersom det bildar kovalenta länkar med många andra.

Genom den tidigare ekvationen fortsatte han att tilldela värden relaterade till resten av elementen. Den insåg att elektronegativiteten ökar när den rör sig från vänster till höger och från topp till botten i det periodiska tabellen, såsom beskrivs i föregående avsnitt.

Exempel

Nedan är en lista över element: n, j och m och deras respektive elektronegativitet χ enligt Pauling -skalan:

-N: Χ = 4.0

-J: Χ = 1.5

-OCH: Χ = 0.9

-M: Χ = 1.6

Bland följande föreningar bildade med dem:

YJ, YN, MN och JM

Påpeka den med den största joniska karaktären och den vars natur är kovalent. Anledningen till ditt svar.

Lösning

Enligt kriterierna som fastställts av Pauling kommer föreningen med den högsta joniska karaktären att vara den med den största skillnaden mellan elektronegativiteter, och därför ett större värde på 5. För sin del är föreningen med den lägsta energiskillnaden den som har en kovalent bindning.

Då kommer vi att beräkna hur mycket Δ är värt för varje förening, enligt följande:

Sammansatt yj

Δ = [χ (y) - χ (j)]² = (0.9 - 1.5)²  = 0.36

Yn förening

Δ = [χ (y) - χ (n)]]² = (0.9 - 4.0)²  = 9.61

Sammansatt mn

Δ = [χ (m) - χ (n)]² = (1.6 - 4.0)²  = 5.76

JM -förening

Δ = [χ (j) - χ (m)]² = (1.5 - 1.6)²  = 0.01

Från ovanstående resultat följer det att föreningen av jonisk karaktär är YN, vars Δ = 9.61, medan föreningen av kovalent karaktär är JM, med Δ = 0.01.