Шкалы электроотрицательности, вариации, полезность и примеры



электроотрицательность является относительным периодическим свойством, которое касается способности атома притягивать электронную плотность из его молекулярного окружения. Это тенденция атома привлекать электроны, когда он присоединен к молекуле. Это отражается на поведении многих соединений и на том, как они взаимодействуют между собой на молекулярном уровне..

Не все элементы притягивают электроны от соседних атомов в одинаковой мере. В случае тех, кто легко уступает плотность электронов, говорят, что они электроположительный, в то время как те, которые "покрывают" себя электронами электроотрицательный. Есть много способов объяснить и наблюдать это свойство (или концепцию).

Например, на картах электростатических потенциалов для молекулы (таких как диоксид хлора на изображении выше, ClO)2) наблюдается влияние различных электроотрицательностей на атомы хлора и кислорода.

Красный цвет указывает на богатые электронами области молекулы, δ-, а синий - на те, которые бедны электронами, δ +. Таким образом, после ряда вычислительных вычислений этот тип карт может быть установлен; многие из них показывают прямую связь между расположением электроотрицательных атомов и δ-.

Это также может быть визуализировано следующим образом: внутри молекулы транзит электронов с большей вероятностью происходит в непосредственной близости от большего количества электроотрицательных атомов. Именно по этой причине для ClO2 атомы кислорода (красные сферы) окружены красным облаком, а атом хлора (зеленая сфера) голубоватого облака.

Определение электроотрицательности зависит от подхода, который дан к явлению, существует несколько шкал, которые рассматривают его с определенных аспектов. Тем не менее, все шкалы имеют общее, что они поддерживаются внутренней природой атомов.

индекс

  • 1 Шкалы электроотрицательности
    • 1.1 Шкала Полинга
    • 1.2 Шкала Мулликена
    • 1.3 Шкала А.Л. Оллред и Э. Рочоу
  • 2 Как изменяется электроотрицательность в периодической таблице?
    • 2.1 Атом в молекуле
  • 3 Для чего это нужно??
  • 4 примера (хлор, кислород, натрий, фтор)
  • 5 ссылок

Шкалы электроотрицательности

Электроотрицательность не является свойством, которое можно определить количественно, и при этом оно не имеет абсолютных значений. Почему? Потому что тенденция атома притягивать к нему электронную плотность неодинакова во всех соединениях. Другими словами: электроотрицательность варьируется в зависимости от молекулы.

Да для молекулы ClO2 атом Cl будет заменен атомом N, тогда также изменится тенденция О притягивать электроны; оно может увеличиваться (сделать облако более красным) или уменьшаться (терять цвет). Разница будет заключаться в образовании новой связи N-O, чтобы иметь молекулу O-N-O (диоксид азота, NO2).

Поскольку электроотрицательность атома не одинакова для всех его молекулярных сред, необходимо определить его в терминах других переменных. Таким образом, у нас есть значения, которые служат эталоном и позволяют предсказать, например, тип образующейся связи (ионная или ковалентная)..

Шкала Полинга

Великий ученый и лауреат двух Нобелевских премий Линус Полинг предложил в 1932 году количественную (измеримую) форму электроотрицательного, известного как шкала Полинга. В нем электроотрицательность двух элементов, A и B, образующих связи, была связана с дополнительной энергией, связанной с ионным характером связи A-B..

Как это? Теоретически, ковалентные связи являются наиболее стабильными, поскольку распределение их электронов между двумя атомами является справедливым; то есть для молекул A-A и B-B оба атома разделяют электронную пару связи одинаково. Однако, если A является более электроотрицательным, то эта пара будет больше, чем A, чем B.

В этом случае A-B больше не является полностью ковалентным, хотя, если его электроотрицательности не сильно различаются, можно сказать, что его связь имеет высокий ковалентный характер. Когда это происходит, связь подвергается небольшой нестабильности и приобретает дополнительную энергию как произведение разности электроотрицательности между A и B.

Чем больше эта разница, тем выше мощность звена A-B и, следовательно, тем больше ионный характер звена.

Эта шкала представляет собой наиболее используемый в химии, и значения электроотрицательности возникли из присвоения значения 4 для атома фтора. Оттуда они могут рассчитать другие элементы.

Шкала Мулликена

В то время как шкала Полинга связана с энергией, связанной со связями, шкала Роберта Малликена больше связана с двумя другими периодическими свойствами: энергией ионизации (EI) и электронным сродством (AE)..

Таким образом, элемент с высокими значениями EI и AE является очень электроотрицательным, и, следовательно, он будет притягивать электроны из своей молекулярной среды..

Почему? Потому что EI отражает, насколько сложно «вытянуть» внешний электрон, а AE - насколько стабилен анион, образованный в газовой фазе. Если оба свойства имеют большие величины, то элемент является «любителем» электронов.

Электроотрицательности Мулликена рассчитываются по следующей формуле:

ΧM = ½ (EI + AE)

То естьM равно среднему значению EI и AE.

Однако, в отличие от масштаба Полинга, который зависит от того, какие атомы образуют связи, он связан со свойствами валентного состояния (с его более стабильными электронными конфигурациями)..

Обе шкалы генерируют одинаковые значения электроотрицательности для элементов и приблизительно связаны со следующей реконверсией:

ΧP = 1,35 (ΧM)1/2 - 1,37

Оба XM как XP они безразмерные ценности; то есть им не хватает единиц.

Шкала А.Л. Оллред и Э. Рочоу

Существуют и другие масштабы электроотрицательности, такие как Сандерсон и Аллен. Однако тот, который следует за первыми двумя, - это шкала Оллреда и Рохова (χАрканзас). На этот раз он основан на эффективном заряде ядра, который электрон испытывает на поверхности атомов. Поэтому это напрямую связано с привлекательной силой ядра и эффектом экрана..

Как изменяется электроотрицательность в периодической таблице?

Независимо от масштаба или значений, которые вы имеете, электроотрицательность увеличивается справа налево на период и снизу вверх в группах. Таким образом, он увеличивается к верхней правой диагонали (без учета гелия), пока не встретит фтор.

На изображении выше вы можете увидеть то, что только что было сказано. Электроотрицательность Полинга выражается в периодической таблице в соответствии с цветами клеток. Поскольку фтор является наиболее электроотрицательным, он соответствует более заметному фиолетовому цвету, а менее электроотрицательным (или электроположительным) более темным цветам..

Можно также заметить, что главы групп (H, Be, B, C и т. Д.) Имеют более светлые цвета, и когда вы проходите через группу, другие элементы становятся темнее. Почему это? Ответ снова в свойствах EI, AE, Zef (эффективный заряд ядра) и в атомном радиусе.

Атом в молекуле

Отдельные атомы имеют реальный заряд ядра Z, а внешние электроны страдают эффективным зарядом ядра из-за экранирующего эффекта.

По мере того, как он движется через период, Zef увеличивается таким образом, что атом сокращается; то есть атомные радиусы уменьшаются за период.

Это приводит к тому, что в момент связывания атома с другим электроны «будут течь» к атому с большим Zef. Кроме того, это дает ионный характер связи, если есть заметная тенденция электронов идти к атому. Когда это не так, мы говорим о преимущественно ковалентной связи.

По этой причине электроотрицательность варьируется в зависимости от атомных радиусов Zef, которые, в свою очередь, тесно связаны с EI и AE. Все это цепь.

Для чего это??

Для чего нужен электроотрицательность? В принципе, чтобы определить, является ли бинарное соединение ковалентным или ионным. Когда разница в электроотрицательности очень высока (в размере 1,7 единиц или более), соединение считается ионным. Кроме того, в структуре полезно различать, какие области, возможно, будут самыми богатыми электронами..

Отсюда можно предсказать, какой механизм или реакцию может подвергнуть соединение. В бедных областях электронов, δ +, возможно, что отрицательно заряженные частицы работают определенным образом; и в областях, богатых электронами, их атомы могут очень специфическим образом взаимодействовать с другими молекулами (диполь-дипольные взаимодействия).

Примеры (хлор, кислород, натрий, фтор)

Каковы значения электроотрицательности для атомов хлора, кислорода, натрия и фтора? После фторида, кто является наиболее электроотрицательным? При использовании периодической таблицы наблюдается, что натрий имеет темно-фиолетовый цвет, в то время как цвета для кислорода и хлора визуально очень похожи.

Его значения электроотрицательности для шкал Полинга, Малликена и Оллреда-Рохова:

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).

Обратите внимание, что при численных значениях наблюдается различие между отрицательностью кислорода и хлора.

Согласно шкале Мулликена, хлор является более электроотрицательным, чем кислород, в отличие от шкал Полинга и Оллред-Рочоу. Разница в электроотрицательности между обоими элементами еще более очевидна при использовании шкалы Оллреда-Рочоу. И, наконец, фтор вне зависимости от выбранной шкалы является наиболее электроотрицательным.

Следовательно, если в молекуле есть атом F, это означает, что связь будет иметь высокий ионный характер..

ссылки

  1. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия (Четвертое издание. Страницы 30 и 44). Mc Graw Hill.
  2. Джим Кларк (2000). Электроотрицательность. Взято из: chemguide.co.uk
  3. Энн Мари Хельменстин, доктор философии (11 декабря 2017 г.) Определение электроотрицательности и примеры. Взято из: мыслиco.com
  4. Марк Э. Такерман. (05 ноября 2011 г.) Шкала электроотрицательности. Взято из: ню.эду
  5. Wikipedia. (2018). Электроотрицательность. Взято из: en.wikipedia.org