סולמות electronegativity, וריאציה, כלי עזר ודוגמאות

ה electronegativity הוא נכס תקופתי יחסית הנוגע ליכולת האטום למשוך צפיפות אלקטרונית מהסביבה המולקולרית שלו. זוהי הנטייה של אטום למשוך אלקטרונים כאשר הוא מחובר למולקולה. הדבר בא לידי ביטוי בהתנהגותם של תרכובות רבות ובאיך הן פועלות זו מול זו.

לא כל האלמנטים מושכים אלקטרונים מאטומים סמוכים באותה מידה. במקרה של מי להפקיד צפיפות אלקטרונית בקלות, הם אמרו להיות electropositive, ואילו אלה "לכסות" את עצמם עם אלקטרונים הם אלקטרונית. ישנן דרכים רבות להסביר ולבחון את המאפיין הזה (או מושג).

לדוגמה, במפות של פוטנציאלים אלקטרוסטטיים עבור מולקולה (כגון דו תחמוצת כלור בתמונה לעיל, ClO)₂) את ההשפעה של electronegativities שונים עבור כלור וחמצן אטומים הוא ציין.

הצבע האדום מציין את האזורים העשירים באלקטרון של המולקולה, δ-, ואת הצבע הכחול של אלה שהם עניים באלקטרון, δ +. לכן, לאחר סדרה של חישובים חישוביים, סוג זה של מפות ניתן להקים; רבים מהם להראות קשר ישיר בין המיקום של אטומים electronegative ו δ-.

זה יכול גם להיות דמיינו כדלקמן: בתוך מולקולה, מעבר של אלקטרונים סביר יותר להתרחש בקרבת אטומים electronegative יותר. מסיבה זו עבור ClO₂ אטומי החמצן (הספירות האדומות) מוקפים בענן אדום, בעוד אטום הכלור (הכדור הירוק) של ענן כחלחל.

ההגדרה של electronegativity תלוי בגישה כי ניתן לתופעה, קיימים מספר קשקשים כי רואים את זה היבטים מסוימים. עם זאת, כל המאזניים יש משותף כי הם נתמכים על ידי הטבע המהותי של האטומים.

אינדקס

• 1 סולמות אלקטרודות
  • 1.1 סולם פאולינג
  • 1.2 סולם Mulliken
  • 1.3 סולם של א. אלרד וא. רוכוב
• 2 כיצד משתנה האלקטרו-טון בטבלה המחזורית?
  • 2.1 האטום במולקולה
• 3 מה זה??
• 4 דוגמאות (כלור, חמצן, נתרן, פלואור)
• 5 הפניות

סולמות electronegativity

Electronegativity אינו רכוש שניתן לכמת ולא יש ערכים מוחלטים. למה? בגלל הנטייה של אטום למשוך צפיפות אלקטרונית כלפי זה לא זהה בכל התרכובות. במילים אחרות: electronegativity משתנה בהתאם למולקולה.

כן עבור מולקולת ClO₂ אטום של Cl ישתנה על ידי זה של N, אז את הנטייה של O כדי למשוך את האלקטרונים ישתנה גם; זה יכול להגדיל (להפוך את הענן אדום) או ירידה (לאבד צבע). ההבדל יהיה שקרים חדשים N-O נוצר, ובכך יש את המולקולה O-N-O (דו תחמוצת החנקן, NO₂).

מכיוון שהאלקטרונוטטיביות של האטום אינה זהה לכל הסביבות המולקולריות שלו, יש להגדיר אותו במונחים של משתנים אחרים. בדרך זו, יש לנו ערכים המשמשים התייחסות וזה מאפשר לנו לחזות, למשל, סוג של הקשר שנוצר (יונית או קוולנטית).

סולם פאולינג

המדען הגדול וזוכה שני פרסי נובל, לינוס פאולינג, הציע בשנת 1932 צורה כמותית (ניתנת למדידה) של האלקטרון המוכר בשם סולם פאולינג. בתוך זה, electronegativity של שני אלמנטים, A ו- B, יצירת קשרים, היה קשור האנרגיה הנוספת הקשורה אופי יונית של הקשר A-B..

איך זה? תיאורטית, הקשרים קוולנטיים הם היציבים ביותר, שכן חלוקת האלקטרונים שלהם בין שני אטומים הוא שוויוני; כלומר, עבור מולקולות A-A ו- B-B, שני האטומים חולקים את זוג האלקטרון של הקשר באותו אופן. עם זאת, אם A הוא electronegative יותר, אז זוג זה יהיה יותר מאשר A.

במקרה זה, A-B כבר לא קוולנטי לחלוטין, אם כי אם electronegativities שלה לא שונה בהרבה, ניתן לומר כי הקשר שלה יש אופי קוולנטי גבוהה. כאשר זה קורה, הקשר עובר אי יציבות קטנה רוכש אנרגיה נוספת כמוצר של ההבדל electronegativity בין A ו- B.

ככל שההבדל גדול יותר, כך גבוה יותר כוחו של הקישור A-B, וכתוצאה מכך כך גדל אופיו היוני של הקישור.

סולם זה מייצג את הכי הרבה בשימוש בכימיה, ואת ערכי electronegativities נובעת הקצאה של ערך של 4 עבור אטום פלואור. משם יכלו לחשב את היסודות האחרים.

סולם Mulliken

בעוד שהסקאלה של פאולינג קשורה לאנרגיה הקשורה לקישורים, קנה המידה של רוברט מאליקן קשור יותר לשני מאפיינים תקופתיים אחרים: אנרגיה יינון (EI) ואת זיקה אלקטרונית (AE).

לכן, אלמנט עם ערכים גבוהים של EI ו- AE הוא electronegative מאוד, ולכן, זה ימשוך אלקטרונים מהסביבה המולקולרית שלה.

למה? כי EI משקף כמה קשה "למשוך" אלקטרונים חיצוניים, AE כמה יציב הוא האוניון שנוצר בשלב הגז. אם לשני המאפיינים יש גודל גבוה, אזי האלמנט הוא "מאהב" של האלקטרונים.

Electronegativities של Mulliken מחושבים עם הנוסחה הבאה:

Χ_M = ½ (EI + AE)

כלומר, χ_M שווה לערך הממוצע של EI ו- AE.

עם זאת, שלא כמו סולם פאולינג זה תלוי באיזה אטומים יוצרים קשרים, הוא קשור למאפיינים של מצב הערכיות (עם תצורות אלקטרוניות יציבות יותר).

שני המאזניים מייצרים ערכים דומים של electronegativity עבור האלמנטים והם קשורים בערך ההמרה הבאה:

Χ_{עמ '} = 1.35 (Χ_M)^1/2 - 1.37

שניהם X_M כמו X_{עמ '} הם ערכים חסרי ממדים; כלומר, הם חסרים יחידות.

קנה מידה של A.L. אלרד וא. רוכוב

ישנם קשקשים אחרים של electronegativity, כגון סנדרסון ואלן. עם זאת, אחד בעקבות שני הראשונים הוא קנה המידה של אלרד ורוחוב (χ_AR). הפעם היא מבוססת על המטען הגרעיני האפקטיבי שחווה האלקטרון על פני האטומים. לכן, זה קשור ישירות כוח אטרקטיבי של הליבה ואת אפקט המסך.

איך electronegativity להשתנות בטבלה המחזורית?

ללא קשר לסולמות או לערכים שיש לך, electronegativity מגדילה מימין לשמאל לתקופה, מלמטה למעלה בקבוצות. לכן, הוא מגביר לכיוון הימנית העליונה אלכסונית (ללא ספירת הליום) עד שהוא פוגש את הפלואור.

בתמונה למעלה אתה יכול לראות מה בדיוק נאמר. פאולינג electronegativities באים לידי ביטוי בטבלה המחזורית על פי הצבעים של התאים. כמו פלואור הוא electronegative ביותר, זה מתאים צבע סגול בולט יותר, בעוד פחות electronegative (או electropositive) צבעים כהים.

ניתן גם לראות כי ראשי הקבוצות (H, Be, B, C, וכו ') יש את הצבעים בהירים יותר, וכאשר אתה הולך דרך הקבוצה את שאר האלמנטים להיות כהה יותר. למה זה? התשובה היא שוב את המאפיינים EI, AE, Zef (יעיל המטען הגרעיני) וברדיוס האטומי.

האטום במולקולה

אטומים בודדים יש תשלום גרעיני אמיתי Z ו אלקטרונים חיצוניים סובלים תשלום גרעיני יעיל בשל אפקט מיגון.

ככל שהיא נעה בתקופה מסוימת, גדל זף בצורה כזו כי האטום חוזים; כלומר, רדיום אטומי מופחתים על פני תקופה.

זה מביא כתוצאה מכך, ברגע של חיבור אטום עם אחר, האלקטרונים "יזרום" לכיוון האטום עם Zef גדול. כמו כן, זה נותן אופי יונית לקשר אם יש נטייה ניכרת של האלקטרונים ללכת לכיוון אטום. כאשר זה לא המקרה, אנחנו מדברים על קשר קוולנטי בעיקר.

מסיבה זו electronegativity משתנה על פי רדיום אטומי, Zef, אשר בתורו קשורות קשר הדוק EI ו- AE. הכל שרשרת.

בשביל מה??

מהו electronegativity עבור? עקרונית לקבוע אם תרכובת בינארית היא קוולנטית או יונית. כאשר ההבדל electronegativity הוא גבוה מאוד (בשיעור של 1.7 יחידות או יותר) המתחם הוא אמר להיות יונית. כמו כן, כדאי להבחין במבנה שבו אזורים יהיה העשיר ביותר אלקטרונים.

מכאן, ניתן לחזות מה מנגנון או תגובה המתחם עלול לעבור. באזורים עניים של אלקטרונים, δ +, ייתכן כי מינים טעונים שלילי לעבוד בדרך מסוימת; ובאזורים עשירים באלקטרונים, האטומים שלהם יכולים לתקשר בדרכים ספציפיות מאוד עם מולקולות אחרות (אינטראקציות של דיפול-דיפול).

דוגמאות (כלור, חמצן, נתרן, פלואור)

מה הם ערכי electronegativity עבור כלור, חמצן, נתרן ו אטומים פלואור? אחרי פלואוריד, מי הוא electronegative ביותר? באמצעות הטבלה המחזורית הוא ציין כי נתרן יש צבע סגול כהה, ואילו הצבעים של חמצן וכלור חזותיים מאוד דומה.

הערכים של electronegativities עבור סולמות פולנג, Mulliken ו Allred-Rochow הם:

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).

שים לב כי עם ערכים מספריים הבדל בין negativities של חמצן כלור הוא ציין.

לפי סולם Mulliken, כלור הוא יותר electronegative מאשר חמצן, בניגוד סולמות פאולינג ו Allred-Rochow. ההבדל בין electronegativity בין שני האלמנטים הוא בולט עוד יותר באמצעות בקנה מידה אלרד-רוכוב. ולבסוף, פלואור ללא קשר לסולם הנבחר הוא electronegative ביותר.

לכן, כאשר יש אטום של F במולקולה זה אומר כי הקשר יהיה בעל אופי יונית גבוהה.

הפניות

1. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית., עמודים 30 ו -44). מק גרב היל.
2. ג 'ים קלארק (2000). Electronegativity. נלקח מ: chemguide.co.uk
3. אן מארי הלמנסטין, Ph.D. (11 בדצמבר 2017). הגדרות אלקטרומגנטיות ודוגמאות. נלקח מתוך: thinkco.com
4. מארק א. טוקרמן. (05 בנובמבר 2011). סולם electronegativity. נלקח מ: nyu.edu
5. ויקיפדיה. (2018). Electronegativity מתוך: en.wikipedia.org