ПАУЛИНГОВА СКАЛА: ЕЛЕКТРОНЕГАТИВНОСТ И РАЗЛИКА У ЕНЕРГИЈИ - ХЕМИЈА - 2026

Паулинг Скала је произвољан скала се користи у хемији да изрази Електронегативност елемената. Ово је дефинисано као тенденција одређеног атома да привлачи електроне када се комбинује са другим атомом.

У том смислу, елементи са великом електронегативношћу теже добијају електроне лако. Ово су неметали, док се са њихове стране, мање електронегативни елементи као што су метали, лакше одрећи електрона.

Слика 1. Паулингова скала. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Стога, знајући електронегативност неког елемента, човек има идеју о врсти везе коју може да формира у комбинацији са другом. То ћемо видети са нумеричким примером касније.

Помоћу ових информација могу се предвидети многа својства која ће једињење имати, што је веома корисно у експерименталној хемији и науци о материјалима, где се нова једињења непрестано стварају.

Међутим, прикладно је појаснити да, упркос томе колико је то важно, не постоји ниједан начин да се утврди електронегативност; Паулингова скала само је један од различитих начина који се предлажу да се пронађе, мада је један од најчешће коришћених.

У ствари, Паулинг-ова је произвољна скала у којој се нумеричка вредност додељује сваком елементу у периодичној табели, што одражава његову електронегативност. Видимо то на слици 1, где имамо електронегативност сваког елемента, као што је доделио двоструки нобеловац Линус Паулинг (1901-1994) око 1939.

Електронегативност елемената

Паулинг је заједно са Дон М. Иостом пронашао вредности електронегативности емпиријски, експерименталним подацима добијеним мерењем енергије везе.

Паулинг је елементу флуора - изнад и десно од табеле на слици 1 - највећу електронегативност, са бројем 4.0. Дакле, када флуор формира везе, он показује највећу тенденцију привлачења електрона свих елемената.

На другом месту је кисеоник, са 3,5 а трећи је азот са 3,0. Обоје се налазе на врху и десно од стола.

Са друге стране, на супротном крају, најмање електронегативни елемент је цезијум, чији је симбол Цс, који се налази лево од стола, а којем је Паулинг доделио број 0,7.

Електронегативност у периодичној табели

У општим линијама и као што се може видети на слици 1, електронегативност и енергија јонизације повећавају се с лева на десно у периодичној табели. Укупни тренд такође указује на пад при кретању нагоре и надоле.

Стога ћемо имати највише електронегативних елемената у горњем десном углу табеле: флуор, кисеоник, хлор, азот. Најмање електронегатива - или највише електропозитивно ако желите - наћи ће се на левој страни: литијум, натријум, калијум и остали елементи групе 1 - колона на крајњој левој страни, која одговара алкалним и земноалкалијским металима.

У свакој колони електронегативност опада како се атомски број елемента повећава, осим прелазних метала у центру, који не прате овај тренд.

Важно је напоменути да је електронегативност релативна, није непроменљиво својство сваког елемента, а мери се само у односу на друге елементе. То много зависи од стања оксидације, тако да исти елемент може показати различите електронегативности, у зависности од врсте једињења које ствара.

Веза енергије разлика

Слика 2. Амерички хемичар Линус Паулинг 1955. Извор: Викимедиа Цоммонс.

У хемији, веза је начин на који се атоми, исти или различити, удружују у формирање молекула. Појављују се силе између атома који их стабилно држе заједно.

Постоји неколико врста веза, али овде се сматрају две:

-Ковалентна, у којој атоми сличних електронегативности деле пар електрона.

-Јонска, честа између атома са различитим електронегативностима у којима преовлађује електростатичка привлачност.

Претпоставимо да два елемента А и Б могу међусобно формирати молекуле, означене са АА и ББ. Такође су способни да се придруже формирању АБ једињења, а све то кроз неку врсту везе.

Захваљујући учешћу међумолекуларних сила, у вези постоји енергија. На пример, енергија у вези АА је Е _АА, у вези ББ је ЕББ и, на крају, у једињењу АБ је Е _АБ .

Ако је АБ молекул формиран ковалентном везом, теоретски је енергија везе просек енергија Е _АА и Е _ББ :

Е _АБ = ½ (Е _АА + Е _ББ )

Паулинг је израчунао Е _АБ за различита једињења, експериментално га мерио и одредио разлику између две вредности, које је назвао Δ:

Δ = - (Е _АБ ) измерено - (Е _АБ ) теоретски- = - (Е _АБ ) измерено - ½ (Е _АА + Е _ББ ) -

Паулинг овако размишља: ако је Δ врло близу 0, то значи да су електронегативности оба елемента сличне и веза која их спаја је ковалентна. Али ако Δ није мали, тада веза између А и Б није чиста ковалентна.

Што је већа апсолутна вредност Δ, то је већа разлика између електронегативности елемената А и Б и стога ће веза која их спаја бити јонског типа. Касније ће читалац пронаћи пример у коме је израчунавањем Δ могуће одредити врсту везе једињења.

Једначине за електронегативност

Претпостављајући да је разлика у енергијама сигнал који разликује природу везе, Паулинг је извео бројне експерименте који су га навели да створи емпиријски израз за релативне електронегативности два елемента А и Б који формирају молекулу.

Означивши ову електронегативност као χ (грчко слово "цхи"), Паулинг је Δ дефинисао на следећи начин:

ф ² Δ = ²

χ (А) - χ (Б) = ф√Δ = 0.102√Δ

Имајте на уму да је Δ позитивна количина. Фактор ф = 0.102 који се појављује умножавањем квадратног корена Δ је фактор конверзије између кЈ (килоџула) и еВ (електрон-волт), обе јединице енергије.

Ако се уместо тога употребљавају килокалорије и електро-волти, разлика у електронегативностима се изражава сличном формулом, али са ф = 0,208:

χ (А) - χ (Б) = 0.208√Δ

Паулинг је почео додељивањем водоника вредности 2,1, што је била претходна вредност коју је добио хемичар Роберт Мулликен. Овај елемент је одабрао као своју полазну тачку јер формира ковалентне везе са многим другима.

Користећи претходну једнаџбу, наставио је додељивати релативне вредности осталим елементима. Тако је схватио да се електронегативност повећава при преласку са леве на десно и одозго на дно у периодичној табели, као што је описано у претходном одељку.

Пример

Испод је листа елемената: Н, Ј, И и М и њихове електронегативности Χ према Паулинг-овој скали:

- Н : Χ = 4,0

- Ј : Χ = 1,5

- И : Χ = 0,9

- М : Χ = 1.6

Међу следећим једињењима која су формирана са њима:

ИЈ, ИН, МН и ЈМ

Наведите ону која има највиши јонски карактер и ону чија је природа ковалентна. Наведите разлоге за свој одговор.

Решење

Према критеријумима утврђеним од Паулинг-а, једињење са највећим јонским карактером биће оно са највећом разликом између електронегативности, а самим тим и веће вредности Δ. Са своје стране, једињење са најмањом енергетском разликом је оно са ковалентном везом.

Затим ћемо израчунати колико вреди Δ за свако једињење, како следи:

Композитни ИЈ

Δ = ² = (0,9 - 1,5) ² = 0,36

Композитни ИН

Δ = ² = (0,9 - 4,0) ² = 9,61

Састав МН

Δ = ² = (1.6 - 4.0) ² = 5.76

Композитни ЈМ

Δ = ² = (1,5 - 1,6) ² = 0,01

Из горњих резултата јасно је да је јонско једињење ИН, чији је А = 9.61, док је ковалентно једињење ЈМ, са Δ = 0.01.

Референце

1. Цхемистри Либретектс. Паулинг електронегативност. Опоравак од: цхем.либретектс.орг.
2. ИУПАЦ златна књига. Електронегативност. Опоравак од: голдбоок.иупац.орг.
3. Салас-Банует, Г. Погрешно схваћена електронегативност. Опоравак од: сциело.орг.
4. Научни текстови. Електронегативност. Опоравило од: Текстурације.цом.
5. Вхиттен, К. 2010. Хемија. 9тх. Ед Броокс / Цоле. Ценгаге Леарнинг.
6. Википедиа. Ковалентна веза. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
7. Википедиа. Јонска веза. Опоравак од: ес.википедиа.орг.