Elektroniikan skaalat, variaatio, hyödyllisyys ja esimerkit



elektronegatiivisuutta on suhteellinen jaksollinen ominaisuus, joka koskee atomin kykyä houkutella elektronista tiheyttä molekyyliympäristöstään. Atomin taipumus houkutella elektroneja, kun se on kiinnittynyt molekyyliin. Tämä heijastuu monien yhdisteiden käyttäytymiseen ja siihen, miten ne ovat vuorovaikutuksessa keskenään.

Kaikki elementit eivät houkuttele vierekkäisten atomien elektroneja yhtä paljon. Niiden tapauksessa, jotka siirtävät sähköisen tiheyden helposti, niiden sanotaan olevan elektropositiivisella, kun taas ne, jotka "peittävät" itsensä elektronien kanssa electronegative. On monia tapoja selittää ja tarkkailla tätä ominaisuutta (tai konseptia).

Esimerkiksi molekyylin sähköstaattisten potentiaalien kartoissa (kuten klooridioksidissa edellä olevassa kuvassa, ClO)2) havaitaan eri elektronegativiteettien vaikutus kloori- ja happiatomeihin.

Punainen väri ilmaisee molekyylin elektronirikkaita alueita, δ- ja sinistä väriä, jotka ovat elektroni-huonoja, δ +. Siten laskennallisten laskelmien sarjan jälkeen voidaan muodostaa tällaiset kartat; monet niistä osoittavat suoran yhteyden elektronegatiivisten atomien ja δ: n sijainnin välillä-.

Se voidaan myös visualisoida seuraavasti: molekyylissä elektronien kulkeutuminen tapahtuu todennäköisemmin useampien elektronegatiivisten atomien läheisyydessä. Tästä syystä ClO: lle2 happiatomeja (punaisia ​​palloja) ympäröi punainen pilvi, kun taas sinisen pilven klooriatomi (vihreä pallo).

Elektronegatiivisuuden määritelmä riippuu ilmiölle annetusta lähestymistavasta, olemassa olevista useista asteista, jotka pitävät sitä tietyistä näkökohdista. Kaikissa asteikoissa on kuitenkin yhteistä, että atomien luontainen luonne tukee niitä.

indeksi

  • 1 Elektronisoitumisasteet
    • 1.1 Pauling-asteikko
    • 1.2 Mulliken-asteikko
    • 1.3 A.L. Allred ja E.Rochow
  • 2 Miten elektronisoitavuus vaihtelee jaksollisessa taulukossa?
    • 2.1 Molekyylin atomi
  • 3 Mitä se on??
  • 4 Esimerkkejä (kloori, happi, natrium, fluori)
  • 5 Viitteet

Elektronisoitumisasteet

Elektronegatiivisuus ei ole ominaisuus, jota voidaan kvantifioida eikä sillä ole absoluuttisia arvoja. Miksi? Koska atomin taipumus houkutella elektronista tiheyttä kohti sitä ei ole sama kaikissa yhdisteissä. Toisin sanoen: elektronegatiivisuus vaihtelee molekyylistä riippuen.

Kyllä ClO-molekyylille2 Cl: n atomia muutetaan N: n atomilla, niin myös O: n taipumus houkutella elektronit muuttuvat; se voi kasvaa (tehdä pilvestä punaisempi) tai pienentää (menettää värin). Ero olisi muodostunut muodostuneessa uudessa N-O-sidoksessa, jotta sillä olisi molekyyli O-N-O (typpidioksidi, NO2).

Koska atomin elektronegativiteetti ei ole sama kaikilla molekyylisymboleillaan, on tarpeen määritellä se muilla muuttujilla. Tällä tavoin meillä on arvoja, jotka toimivat referenssinä ja joiden avulla voimme ennustaa esimerkiksi muodostuneen sidoksen tyypin (ioninen tai kovalenttinen).

Pauling-asteikko

Kahden Nobelin palkinnon, Linus Paulingin, suuri tiedemies ja voittaja ehdotti vuonna 1932 kvantitatiivista (mitattavaa) elektronegatiivin muotoa, joka tunnetaan nimellä Pauling-asteikko. Siinä kahden elementin, A: n ja B: n, muodostavien sidosten muodostama elektronegatiivisuus liittyi A-B-sidoksen ioniseen luonteeseen liittyvään ylimääräiseen energiaan..

Miten tämä on? Teoriassa kovalenttiset sidokset ovat kaikkein stabiileimpia, koska niiden elektronien jakautuminen kahden atomin välillä on kohtuullinen; eli molekyyleille A-A ja B-B molemmat atomit jakavat sidoksen elektroniparin samalla tavalla. Jos A on kuitenkin enemmän sähköistä, niin tämä pari on enemmän kuin A kuin B.

Tällöin A-B ei ole enää täysin kovalenttinen, vaikka jos sen elektronegatiivisuudet eivät eroa paljon, voidaan sanoa, että sen sidoksella on korkea kovalenttinen merkki. Kun näin tapahtuu, sidos käy pienen epävakauden läpi ja saa ylimääräistä energiaa A: n ja B: n välisen elektronegatiivisuuden eron tuloksena.

Mitä suurempi tämä ero on, sitä suurempi on linkin A-B teho ja siten suurempi linkin ioninen luonne.

Tämä asteikko edustaa kemiassa eniten käytettyjä arvoja, ja elektronegativiteettien arvot syntyivät arvosta 4 arvoa fluoriatomille. Sieltä he voisivat laskea muita elementtejä.

Mulliken-asteikko

Vaikka Pauling-asteikko on yhteydessä linkkien energiaan, Robert Mullikenin mittakaava liittyy enemmän kahteen muuhun jaksolliseen ominaisuuteen: ionisaatioenergiaan (EI) ja elektroniseen affiniteettiin (AE).

Täten elementti, jolla on suuret EI- ja AE-arvot, on hyvin elektronegatiivinen, ja siksi se houkuttelee elektroneja molekyyliympäristöstään.

Miksi? Koska EI heijastaa, kuinka vaikeaa on "vetää" ulkoinen elektroni, ja AE, kuinka vakaa on anioni muodostunut kaasufaasiin. Jos molemmilla ominaisuuksilla on suuret suureet, elementti on elektronien rakastaja.

Mullikenin elektronegatiivisuudet lasketaan seuraavalla kaavalla:

ΧM = ½ (EI + AE)

Eli, χM on yhtä suuri kuin EI: n ja AE: n keskiarvo.

Toisin kuin Pauling-asteikolla, joka riippuu siitä, mitkä atomit muodostavat sidoksia, se liittyy valenssitilan ominaisuuksiin (sen vakaammat elektroniset kokoonpanot).

Molemmat skaalat tuottavat samanlaisia ​​arvoja elektronegatiivisuudelle elementeille ja ne liittyvät suunnilleen seuraavaan muunnokseen:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1,37

Molemmat XM kuten XP ne ovat dimensiottomia arvoja; eli heillä ei ole yksiköitä.

A.L. Allred ja E.Rochow

On muitakin elektronisoitumisasteita, kuten Sanderson ja Allen. Ensimmäinen, joka seuraa ensimmäistä, on kuitenkin Allredin ja Rochow'n (χ.) AsteikkoAR). Tällä kertaa se perustuu tehokkaaseen ydinvoiman lataukseen elektronien kokemuksissa atomien pinnalla. Siksi se liittyy suoraan ytimen houkuttelevaan lujuuteen ja näytön vaikutukseen.

Miten elektronegatiivisuus vaihtelee jaksollisessa taulukossa?

Vaakoista tai arvoista riippumatta elektronegatiivisuus kasvaa oikealta vasemmalle jonkin ajanjakson ajan ja alhaalta ylöspäin ryhmissä. Siten se kasvaa oikealle ylhäältä päin (laskematta heliumia), kunnes se täyttää fluorin.

Yllä olevassa kuvassa näet, mitä juuri on sanottu. Pauling-elektronegativiteetit ilmaistaan ​​jaksollisessa taulukossa solujen värien mukaan. Koska fluori on kaikkein elektronegatiivisempi, se vastaa näkyvämpää purppuraa, kun taas vähemmän elektronegatiivisia (tai elektropositiivisia) tummempia värejä.

On myös havaittavissa, että ryhmien päämiehillä (H, Be, B, C jne.) On värit kevyempiä ja että kun muutat ryhmän läpi, muut elementit tummuvat. Miksi tämä on? Vastaus on jälleen EI, AE, Zef (tehokas ydinvaraus) ja atomiradio.

Molekyylin atomi

Yksittäisillä atomeilla on todellinen ydinvaraus Z ja ulkoiset elektronit kärsivät tehokkaasta ydinvarastosta suojauksen vaikutuksesta.

Kun se liikkuu ajanjakson aikana, Zef kasvaa siten, että atomisopimukset ovat; eli atomisäteet pienenevät ajanjakson aikana.

Tämä johtaa siihen, että atomin ja toisen yhdistämisen hetkellä elektronit "virtaavat" kohti atomia suuremmalla Zefillä. Tämä antaa myös linkille ionisen merkin, jos elektronien taipumuksena on mennä kohti atomia. Kun näin ei ole, puhumme pääasiassa kovalenttisesta sidoksesta.

Tästä syystä elektronegatiivisuus vaihtelee atomin säteen, Zef, mukaan, jotka puolestaan ​​liittyvät läheisesti EI: hen ja AE: hen. Kaikki on ketju.

Mitä se on??

Mikä on elektronegatiivisuus? Periaatteessa on määritettävä, onko binaarinen yhdiste kovalenttinen tai ioninen. Kun elektronegativiteetin ero on hyvin korkea (nopeudella 1,7 yksikköä tai enemmän), yhdisteen sanotaan olevan ioninen. Lisäksi on hyödyllistä havaita rakenne, jossa alueet ovat mahdollisesti rikkaimpia elektroneissa.

Sieltä voidaan ennustaa, mitä mekanismia tai reaktiota yhdiste voi suorittaa. Elektronien köyhillä alueilla δ + on mahdollista, että negatiivisesti varautuneet lajit toimivat tietyllä tavalla; ja alueilla, joissa on runsaasti elektroneja, niiden atomit voivat vuorovaikutuksessa hyvin spesifisillä tavoilla muiden molekyylien kanssa (dipoli-dipoli-vuorovaikutukset).

Esimerkkejä (kloori, happi, natrium, fluori)

Mitkä ovat kloori-, happi-, natrium- ja fluoriatomien elektronegatiivisuuden arvot? Fluoridin jälkeen, joka on kaikkein elektronegatiivisin? Säännöllisen taulukon avulla havaitaan, että natriumilla on tumma violetti väri, kun taas hapen ja kloorin värit ovat visuaalisesti hyvin samanlaisia.

Sen arvot elektronisoituvuuksista Paulingille, Mullikenille ja Allred-Rochowille ovat:

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).

Huomaa, että numeeristen arvojen kanssa havaitaan happi- ja kloorivaikutusten ero.

Mulliken-asteikon mukaan kloori on enemmän elektronista kuin happi, toisin kuin Pauling- ja Allred-Rochow-asteikot. Elektroniikan ero molempien elementtien välillä on vieläkin selvempi Allred-Rochow-asteikolla. Lopuksi, fluori valitusta mittakaavasta riippumatta on kaikkein elektronegatiivisin.

Siksi, jos molekyylissä on F: n atomi, se tarkoittaa, että sidoksella on korkea ioninen luonne.

viittaukset

  1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (Neljäs painos., Sivut 30 ja 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark (2000). Elektronegatiivisuus. Otettu: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11. joulukuuta 2017). Elektronegatiivisuus Määritelmä ja esimerkit. Otettu: thinkco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (05.11.2011). Elektronegatiivisuuden asteikko. Otettu: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Elektronegatiivisuus. Otettu: en.wikipedia.org