ЕЛЕКТРОНЕГАТИВНОСТ: СКАЛЕ, ВАРИЈАЦИЈЕ, КОРИСНОСТ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Електронегативност је периодична својство релативни односи способност атома привлачења електрон густине својој молекуларној окружења. То је тенденција атома да привлачи електроне када је везан на молекул. То се огледа у понашању многих једињења и у начину на који интермолекуларно делују једни са другима.

Нису сви елементи привлаче електроне из суседних атома у истом степену. За оне који се лако одрекну густине електрона, за њих се каже да су електропозитивни, док су они који се „покривају“ електронима били негативни. Постоји много начина да се објасни и посматра ово својство (или концепт).

Извор: Википедиа Цоммонс.

На пример, у мапама електростатичког потенцијала за молекулу (попут оне за хлор-диоксид на слици горе, ЦлО ₂ ) примећује се ефекат различитих електронегативности за атоме хлора и кисеоника.

Црвена боја означава области молекула богате електронима, δ-, а плава боја означава оне који су електрони сиромашни, δ +. Дакле, након низа рачунских израчуна, ова врста мапе се може успоставити; многи од њих показују директну везу између локације електронегативних атома и δ-.

Такође се може визуелизовати на следећи начин: унутар молекуле вероватније је да пролази транзит електрона у близини највише електронегативних атома. Из тог разлога су за ЦлО ₂ атоми кисеоника (црвене сфере) окружени црвеним облаком, док је атом хлора (зелена сфера) плавкаст облак.

Дефиниција електронегативности зависи од приступа који је дат феномену, постоји неколико скала које га разматрају из одређених аспеката. Међутим, све лествице имају заједничко то да су подржане унутрашњом природом атома.

Скала електронегативности

Електронегативност није својство које се може квантификовати, нити има апсолутне вредности. Зашто? Зато што тенденција атома да привлачи електронску густину према њему није иста у свим једињењима. Другим речима: електронегативност варира у зависности од молекула.

Ако за ЦлО ₂ молекула, ЦЛ атом су размењени за Н-атом, онда тенденција О привлачење електрона би променили; може да се повећа (учини облак црвенијим) или смањи (изгуби боју). Разлика би лежати у новом НО везе формиране, чиме имају ОНО молекул (азот диоксид, НО ₂ ).

Како електронегативност атома није иста за сву молекулску околину, потребно га је дефинисати у смислу других променљивих. На овај начин имамо вредности које служе као референца и које омогућавају предвиђање, на пример, врсте везе која ће се формирати (јонска или ковалентна).

Паулинг скала

Велики научник и добитник две Нобелове награде, Линус Паулинг, предложио је 1932. године квантитативни (мерљиви) облик електронегатива познат као Паулингова скала. У њему је електронегативност два елемента, А и Б, која формира везе, била повезана са додатном енергијом која је повезана са јонским карактером везе АБ.

Како је ово? Теоретски ковалентне везе су најстабилније, јер је расподјела њихових електрона између два атома правична; то јест, за молекуле АА и ББ оба атома деле пар електрона везе на исти начин. Међутим, ако је А више негативан, тада ће тај пар бити више од А него од Б.

У том случају АБ више није потпуно ковалентна, мада ако се његове електронегативности не разликују много, може се рећи да његова веза има висок ковалентни карактер. Када се то догоди, веза пролази кроз малу нестабилност и добија додатну енергију као резултат разлике у електронегативности између А и Б.

Што је већа та разлика, већа је енергија везе АБ, а самим тим је и јонски карактер те везе већи.

Ова скала представља најчешће кориштену у хемији, а вредности електронегативности проистекле су из додељивања вредности 4 за атом флуора. Одатле су могли да израчунају вредност других елемената.

Мулликен скала

Иако Паулингова скала има везе са енергијом која је повезана са везама, скала Роберта Мулликен-а више је повезана са два друга периодична својства: ионизациона енергија (ЕИ) и афинитет електрона (АЕ).

Дакле, елемент са високим вредностима ЕИ и АЕ је веома електронегативан и зато ће привући електроне из свог молекуларног окружења.

Зашто? Јер ЕИ одражава колико је тешко „исцепати“ спољни електрон из њега, а АЕ колико је стабилан анион у гасној фази. Ако обе особине имају велику јачину, онда је елемент "љубитељ" електрона.

Мулликен-ове електро-активности се рачунају следећом формулом:

Χ _М = ½ (ЕИ + АЕ)

То јест, χ _М је једнака просечној вредности ЕИ и АЕ.

Међутим, за разлику од Паулингове скале која зависи од тога који атоми формирају везе, она је повезана са својствима валентног стања (са својим најстабилнијим електронским конфигурацијама).

Обје скале генеришу сличне вриједности електронегативности за елементе и приближно се односе на сљедећу реверзију:

Χ _П = 1,35 (Χ _М ) ^1/2 - 1,37

И Кс _М и Кс _П су бездимензионалне вредности; то јест, недостају им јединице.

АЛ Аллред и Е. Роцхов скала

Постоје и друге скале електронегативности, попут скале Сандерсон и Аллен. Међутим, прва која прати прва два је Аллред-ова и Роцхов-ова скала (χ _АР ). Овог пута, заснован је на ефективном нуклеарном набоју који електрон доживљава на површини атома. Стога је директно повезан са атрактивном снагом језгре и ефектом екрана.

Како се електронегативност разликује у периодичној табели?

Извор: Бартук на нл.википедиа.

Без обзира на скале или вредности које имате, електронегативност се повећава с десна на лево током периода, а од дна до врха у групама. На тај начин се повећава према горњој десној дијагонали (не рачунајући хелијум) док не нађе флуор.

На слици изнад можете видети шта је управо речено. У периодичној табели Паулинг електронегативности су изражене као функција боја ћелија. Пошто је флуор најоелектронегативнији, он има израженију љубичасту боју, док је најмање електронегативан (или електропозитиван) тамније боје.

Исто тако, може се приметити да главе група (Х, Бе, Б, Ц, итд.) Имају светлије боје, а како се један спушта кроз групу, други елементи потамне. О чему се овде ради? Одговор је опет у својствима ЕИ, АЕ, Зеф (ефективни нуклеарни набој) и у атомском радијусу.

Атом у молекули

Поједини атоми имају прави нуклеарни набој З, а спољни електрони трпе ефективни нуклеарни набој од ефекта заштите.

Како се током периода креће, Зеф се повећава на начин да се атом стеже; то јест, атомски радијуси се смањују током периода.

То има за последицу да ће, у тренутку везивања једног атома са другим, електрони „тећи“ према атому са највишим Зеф-ом. Такође, ово даје јонску карактеристику вези ако постоји изразита тенденција да електрони иду ка атому. Када то није случај, тада говоримо о претежно ковалентној вези.

Из тог разлога електронегативност варира у зависности од атомског радијуса, Зеф, који су уско повезани са ЕИ и АЕ. Све је ланац.

За шта је то?

Чему служи електронегативност? У принципу да се утврди да ли је бинарно једињење ковалентно или јонско. Када је разлика у електронегативности врло велика (брзином од 1,7 јединица или више), за једињење се каже да је јонско. Такође је корисно за препознавање структуре која ће подручја можда бити богатија електронима.

Одавде се може предвидети који механизам или реакција може да претрпи једињење. У регионима сиромашним електронима δ +, негативно набијене врсте могу деловати на одређени начин; а у регионима богатим електронима њихови атоми могу комуницирати на врло специфичне начине са другим молекулима (дипол-диполне интеракције).

Примери (хлор, кисеоник, натријум, флуор)

Које су вредности електронегативности за атоме хлора, кисеоника, натријума и флуора? Ко је након флуора, ко је највише електронегативан? Користећи периодичну табелу, примећено је да натријум има тамно љубичасту боју, док су боје за кисеоник и хлор визуелно врло сличне.

Његове вредности електронегативности за Паулинг, Мулликен и Аллред-Роцхов лествице су:

На (0,93, 1,21, 1,01).

Или (3,44, 3,22, 3,50).

Цл (3,16, 3,54, 2,83).

Ф (3.98, 4.43, 4.10).

Имајте на уму да се код нумеричких вредности примећује разлика између негативности кисеоника и хлора.

Према Мулликеновој скали, хлор је више негативан од кисеоника, супротно од Паулинг и Аллред-Роцхов скале. Разлика електронегативности између два елемента још је очигледнија помоћу Аллред-Роцхов-ове скале. И на крају, флуор без обзира на одабрану скалу је највише електронегативан.

Према томе, тамо где у молекули постоји Ф атом, то значи да ће веза имати висок јонски карактер.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање, стр. 30 и 44). Мц Грав Хилл.
2. Јим Цларк. (2000). Електронегативност. Преузето са: цхемгуиде.цо.ук
3. Др Анне Марие Хелменстине (11. децембра 2017). Дефиниција и примери електронегативности. Преузето са: тхинкцо.цом
4. Марк Е. Туцкерман. (5. новембар 2011). Лествица електронегативности. Преузето са: ниу.еду
5. Википедиа. (2018). Електронегативност. Преузето са: ес.википедиа.орг