Elektronegativitet skalaer, variasjon, verktøy og eksempler



den elektro er en relativ periodisk egenskap som angår evnen til et atom til å tiltrekke seg elektronisk tetthet fra dets molekylære miljø. Det er en atoms tendens til å tiltrekke seg elektroner når det er festet til et molekyl. Dette gjenspeiles i oppførselen til mange forbindelser og i hvordan de samhandler intermolekylært med hverandre.

Ikke alle elementene tiltrekker seg elektroner fra tilstøtende atomer i like stor grad. For tilfelle av de som cede elektronisk tetthet enkelt, er de sagt å være electro, mens de som "dekker" seg med elektroner er electro. Det er mange måter å forklare og observere denne egenskapen (eller konseptet).

For eksempel, i kart over elektrostatiske potensialer for et molekyl (slik som klordioksid i bildet ovenfor, ClO)2) er effekten av de forskjellige elektronegativiteter for klor- og oksygenatomer observert.

Den røde fargen indikerer de elektronrike områdene i molekylet, δ- og den blå fargen de som er elektron-fattige, δ +. Således, etter en rekke beregningsberegninger, kan denne typen kartlegginger etableres; mange av dem viser et direkte forhold mellom plasseringen av elektronegative atomer og δ-.

Det kan også visualiseres som følger: I et molekyl er det mer sannsynlig at transitt av elektroner kommer i nærheten av flere elektronegative atomer. Det er av denne grunn at for ClO2 oksygenatomer (de røde kulene) er omgitt av en rød sky, mens kloratomet (den grønne sfæren) av en blåaktig sky.

Definisjonen av elektronegativitet avhenger av tilnærmingen som er gitt til fenomenet, eksisterende flere skalaer som anser det for visse aspekter. Imidlertid har alle skalaene felles at de støttes av atomens inneboende natur.

index

  • 1 Elektronegativitet skalaer
    • 1.1 Pauling skala
    • 1.2 Mulliken skala
    • 1.3 Skala av A.L. Allred og E.Rochow
  • 2 Hvordan varierer elektronegativitet i periodisk tabell?
    • 2.1 Atomet i molekylet
  • 3 Hva er det for??
  • 4 Eksempler (klor, oksygen, natrium, fluor)
  • 5 referanser

Elektronegativitet skalaer

Elektronegativiteten er ikke en egenskap som kan kvantifiseres eller har absoluttverdier. Hvorfor? Fordi tendensen til et atom for å tiltrekke seg elektronisk tetthet mot det, er det ikke det samme i alle forbindelsene. Med andre ord: elektronegativitet varierer avhengig av molekylet.

Ja for ClO-molekylet2 Atomen av Cl vil bli endret med den for N, da vil O-tendensen til å tiltrekke seg elektronene også endre seg; det kan øke (gjør sky redder) eller redusere (miste farge). Forskjellen vil ligge i det nye N-O-bindingen som dannes, slik at molekylet O-N-O (nitrogendioxyd, NO2).

Ettersom et atoms elektronegativitet ikke er det samme for alle dens molekylære miljøer, er det nødvendig å definere det i forhold til andre variabler. På denne måten har vi verdier som tjener som referanse og som tillater oss å forutsi for eksempel hvilken type binding som dannes (ionisk eller kovalent).

Pauling skala

Den store forskeren og vinneren av to nobelprisser, Linus Pauling, foreslo i 1932 en kvantitativ (målbar) form av det elektronegative som kalles Pauling-skalaen. I den var elektronegativiteten til to elementer, A og B, som danner bindinger, relatert til den ekstra energi som er forbundet med den ioniske karakter av A-B-bindingen..

Hvordan er dette? Teoretisk er kovalente bindinger den mest stabile, siden fordelingen av deres elektroner mellom to atomer er rettferdig; det vil si for molekylene A-A og B-B, deler begge atomene paret av bindingen på samme måte. Men hvis A er mer electronegative, vil det paret være mer enn A enn B.

I så fall er A-B ikke lenger helt kovalent, men hvis dens elektronegativiteter ikke er forskjellige, kan det sies at bindingen har høy kovalent karakter. Når dette skjer, får båndet en liten ustabilitet og oppnår ekstra energi som et produkt av elektronegativitetsforskjellen mellom A og B.

Jo større denne forskjellen er, desto høyere er kraften til lenken A-B, og følgelig jo større ioniske karakteren av lenken.

Denne skalaen representerer den mest brukte i kjemi, og verdiene av elektronegativiteter oppsto fra tildelingen av en verdi på 4 for fluoratomet. Derfra kunne de beregne de andre elementene.

Mulliken skala

Mens Pauling-skalaen har å gjøre med energien forbundet med koblingene, er Robert Mullikens skala relatert til to andre periodiske egenskaper: ioniseringsenergien (EI) og den elektroniske affiniteten (AE).

Dermed er et element med høye verdier av EI og AE meget electronegative, og derfor vil det tiltrekke seg elektroner fra dets molekylære miljø.

Hvorfor? Fordi EI reflekterer hvor vanskelig det er å "trekke" en ekstern elektron, og AE hvor stabil er anionen dannet i gassfasen. Hvis begge egenskaper har høye størrelser, så er elementet "elsker" av elektronene.

Mullikens elektronegativiteter beregnes med følgende formel:

ΧM = ½ (EI + AE)

Det er χM er lik gjennomsnittlig verdi av EI og AE.

Imidlertid, i motsetning til Pauling-skalaen som avhenger av hvilke atomer som utgjør obligasjoner, er det relatert til egenskapene til valensstaten (med sine mer stabile elektroniske konfigurasjoner).

Begge skalaer genererer tilsvarende verdier for elektronegativitet for elementene og er omtrent knyttet til følgende omvendelse:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1,37

Begge XM som XP de er dimensjonsløse verdier; det vil si at de mangler enheter.

Skala av A.L. Allred og E.Rochow

Det finnes andre skalaer av elektronegativitet, som Sanderson og Allen. Imidlertid er den som følger de to første skalaen Allred og Rochow (χAR). Denne gangen er det basert på den effektive atomladningen en elektronopplevelser på overflaten av atomer. Derfor er det direkte knyttet til den attraktive styrken til kjerne og skjermeffekten.

Hvordan varierer elektronegativitet i det periodiske bordet?

Uavhengig av skalaene eller verdiene du har, øker elektronegativiteten fra høyre til venstre i en periode og fra bunn til toppen i gruppene. Dermed øker den mot øvre høyre diagonal (uten å telle heliumet) til det møter fluor.

I bildet ovenfor kan du se hva som nettopp har blitt sagt. Pauling-elektronegativiteter uttrykkes i det periodiske tabellen i henhold til cellens farger. Som fluor er den mest elektronegative, tilsvarer den en mer fremtredende lilla farge, mens til de mindre elektronegative (eller elektromagnetiske) mørkere farger.

Det kan også observeres at gruppens hoder (H, Be, B, C, etc.) har fargene lettere, og at når du går ned gjennom gruppen, blir de andre elementene mørkere. Hvorfor er dette? Svaret er igjen i egenskapene EI, AE, Zef (effektiv atomladning) og i atomradiusen.

Atomet i molekylet

Individuelle atomer har en reell atomladning Z og eksterne elektroner har en effektiv atomladning på grunn av skjermingseffekten.

Da det beveger seg gjennom en periode, øker Zef på en slik måte at atomet kontrakterer; det vil si at atomradiusene reduseres over en periode.

Dette fører til at i øyeblikket for å koble et atom med et annet, vil elektronene "flyte" mot atomet med større Zef. Også dette gir en ionisk karakter til koblingen dersom det er en markert tendens til at elektronene skal gå mot et atom. Når dette ikke er tilfelle, snakker vi om en overveiende kovalent binding.

Av denne grunn varierer elektronegativiteten i henhold til atomradiusene, Zef, som igjen er nært beslektet med EI og AE. Alt er en kjede.

Hva er det for??

Hva er elektronegativitet for? I prinsippet for å bestemme om en binær forbindelse er kovalent eller ionisk. Når forskjellen i elektronegativitet er svært høy (med en hastighet på 1,7 enheter eller mer), er forbindelsen sies å være ionisk. Det er også nyttig å skille seg inn i en struktur hvilke regioner som muligens vil være rikeste i elektroner.

Herfra kan det forutsies hvilken mekanisme eller reaksjon stoffet kan gjennomgå. I fattige områder av elektroner, δ +, er det mulig at negativt ladede arter jobber på en bestemt måte; og i områder rik på elektroner, kan deres atomer samhandle på svært spesifikke måter med andre molekyler (dipol-dipol-interaksjoner).

Eksempler (klor, oksygen, natrium, fluor)

Hva er verdiene for elektronegativitet for klor, oksygen, natrium og fluoratomer? Etter fluor, hvem er den mest elektronegative? Ved hjelp av det periodiske tabellen er det observert at natrium har en mørk lilla farge, mens fargene for oksygen og klor er visuelt meget like.

Dens verdier av elektronegativiteter for Pauling, Mulliken og Allred-Rochow-skalaene er:

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).

Merk at med de numeriske verdiene er det observert en forskjell mellom negativiteten av oksygen og klor.

Ifølge Mulliken-skalaen er klor mer elektronegativ enn oksygen, i motsetning til Pauling og Allred-Rochow-skalaene. Forskjellen i elektronegativitet mellom begge elementene er enda tydeligere ved hjelp av Allred-Rochow-skalaen. Og til slutt er fluor uavhengig av den valgte skalaen den mest elektronegative.

Derfor, der det er et atom av F i et molekyl betyr det at bindingen vil ha en høy ionisk karakter.

referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave., S. 30 og 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark (2000). Elektro. Hentet fra: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. desember 2017). Elektronegativitet Definisjon og eksempler. Hentet fra: thoughtco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (5. november 2011). Elektronegativitetsskala. Tatt fra: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Elektro. Hentet fra: en.wikipedia.org