Plik elektroujemność jest to względna właściwość okresowa, która dotyczy zdolności atomu do przyciągania gęstości elektronów z jego środowiska molekularnego. Atom ma tendencję do przyciągania elektronów, gdy jest przyłączony do cząsteczki. Znajduje to odzwierciedlenie w zachowaniu wielu związków i ich wzajemnych interakcjach międzycząsteczkowych..
Nie wszystkie pierwiastki w takim samym stopniu przyciągają elektrony z sąsiednich atomów. W przypadku tych, które łatwo dają gęstość elektronów, mówi się, że tak elektrododatni, podczas gdy te, które są „pokryte” elektronami, są elektroujemny. Istnieje wiele sposobów wyjaśnienia i zaobserwowania tej właściwości (lub koncepcji).
Na przykład na mapach potencjału elektrostatycznego dla cząsteczki (jak ta dla dwutlenku chloru na powyższym obrazku, ClOdwa) obserwuje się wpływ różnych elektroujemności atomów chloru i tlenu.
Kolor czerwony wskazuje regiony cząsteczki bogate w elektrony, δ-, a kolor niebieski wskazuje regiony ubogie w elektrony, δ +. Tak więc, po serii obliczeń, można ustalić ten typ mapy; wiele z nich wykazuje bezpośredni związek między położeniem atomów elektroujemnych a δ-.
Można to również zwizualizować w następujący sposób: w cząsteczce przejście elektronów jest bardziej prawdopodobne w pobliżu atomów najbardziej elektroujemnych. Z tego powodu dla ClOdwa atomy tlenu (czerwone kule) są otoczone czerwoną chmurą, a atom chloru (zielona kula) jest otoczona niebieskawą chmurą.
Definicja elektroujemności zależy od podejścia nadanego do zjawiska, istnieje kilka skal, które rozważają to z pewnych aspektów. Jednak wszystkie skale łączy to, że są wspierane przez wewnętrzną naturę atomów.
Indeks artykułów
Elektroujemność nie jest właściwością, którą można określić ilościowo, ani nie ma wartości bezwzględnych. Dlaczego? Ponieważ skłonność atomu do przyciągania gęstości elektronów w kierunku nie jest taka sama we wszystkich związkach. Innymi słowy: elektroujemność zmienia się w zależności od cząsteczki.
Tak dla cząsteczki ClOdwa Gdyby atom Cl został wymieniony na atom N, to skłonność O do przyciągania elektronów również by się zmieniła; może wzrosnąć (uczynić chmurę bardziej czerwoną) lub zmniejszyć (stracić kolor). Różnica polegałaby na utworzeniu nowego wiązania N-O, aby w ten sposób uzyskać cząsteczkę O-N-O (dwutlenek azotu, NOdwa).
Ponieważ elektroujemność atomu nie jest taka sama dla całego jego molekularnego otoczenia, konieczne jest zdefiniowanie jej za pomocą innych zmiennych. W ten sposób istnieją wartości, które służą jako odniesienie i pozwalają przewidzieć na przykład rodzaj powstającego wiązania (jonowe lub kowalencyjne).
Wielki naukowiec i zdobywca dwóch nagród Nobla, Linus Pauling, zaproponował w 1932 r. Ilościową (mierzalną) formę elektroujemnej skali znaną jako skala Paulinga. W nim elektroujemność dwóch pierwiastków, A i B, tworzących wiązania, była związana z dodatkową energią związaną z jonowym charakterem wiązania A-B.
Jak to jest? Teoretycznie wiązania kowalencyjne są najbardziej stabilne, ponieważ rozkład ich elektronów między dwoma atomami jest sprawiedliwy; to znaczy, w przypadku cząsteczek A-A i B-B oba atomy mają wspólną parę elektronów wiązania w ten sam sposób. Jeśli jednak A jest bardziej elektroujemny, wówczas wspomniana para będzie miała więcej A niż B..
W takim przypadku A-B nie jest już całkowicie kowalencyjne, chociaż jeśli ich elektroujemności niewiele się różnią, można powiedzieć, że ich wiązanie ma charakter silnie kowalencyjny. Kiedy tak się dzieje, wiązanie ulega niewielkiej niestabilności i uzyskuje dodatkową energię jako produkt różnicy elektroujemności między A i B.
Im większa ta różnica, tym większa energia wiązania A-B, a w konsekwencji większy charakter jonowy tego wiązania..
Ta skala reprezentuje najczęściej używane w chemii, a wartości elektroujemności wynikały z przypisania wartości 4 atomowi fluoru. Stamtąd mogli obliczyć inne elementy.
Podczas gdy skala Paulinga ma związek z energią związaną z wiązaniami, skala Roberta Mullikena jest bardziej związana z dwoma innymi właściwościami okresowymi: energią jonizacji (EI) i powinowactwem elektronowym (AE).
Zatem pierwiastek o wysokich wartościach EI i AE jest bardzo elektroujemny i dlatego będzie przyciągał elektrony ze swojego środowiska molekularnego..
Dlaczego? Ponieważ EI odzwierciedla, jak trudno jest „oderwać” od niego zewnętrzny elektron, a AE, jak stabilny jest anion utworzony w fazie gazowej. Jeśli obie właściwości mają duże wielkości, wówczas pierwiastek „kocha” elektrony..
Elektroujemności Mullikena oblicza się według następującego wzoru:
ΧM = ½ (EI + AE)
To znaczy χM równa się średniej wartości EI i AE.
Jednak w przeciwieństwie do skali Paulinga, która zależy od tego, które atomy tworzą wiązania, jest związana z właściwościami stanu walencyjnego (z jego najbardziej stabilnymi konfiguracjami elektronowymi).
Obie skale generują podobne wartości elektroujemności dla pierwiastków i są w przybliżeniu powiązane z następującą rekonwersją:
ΧP. = 1,35 (ΧM)1/2 - 1.37
Zarówno XM jako XP. są to wartości bezwymiarowe; to znaczy brakuje im jednostek.
Istnieją inne skale elektroujemności, takie jak skale Sandersona i Allena. Jednak ta, która następuje po pierwszych dwóch, to skala Allreda i Rochowa (χAR). Tym razem opiera się na efektywnym ładunku jądrowym, którego elektron doświadcza na powierzchni atomów. Dlatego jest to bezpośrednio związane z atrakcyjną wytrzymałością rdzenia i efektem rastra..
Niezależnie od skali lub wartości, które posiadasz, elektroujemność rośnie od prawej do lewej przez okres i od dołu do góry w grupach. W ten sposób zwiększa się w kierunku prawej górnej przekątnej (nie licząc helu), aż napotka fluor.
Na powyższym obrazku widać, co właśnie zostało powiedziane. W układzie okresowym elektroujemności Paulinga są wyrażone jako funkcja kolorów komórek. Ponieważ fluor jest najbardziej elektroujemny, ma bardziej wyraźny fioletowy kolor, podczas gdy najmniej elektroujemny (lub elektrododatni) ciemniejszy kolor..
Podobnie można zaobserwować, że głowy grup (H, Be, B, C itd.) Mają jaśniejsze kolory, a gdy jeden z nich przechodzi przez grupę, inne elementy ciemnieją. O czym to jest? Odpowiedź ponownie dotyczy zarówno właściwości EI, AE, Zef (efektywny ładunek jądrowy), jak i promienia atomowego.
Poszczególne atomy mają rzeczywisty ładunek jądrowy Z, a zewnętrzne elektrony podlegają efektywnemu ładunkowi jądrowemu w wyniku efektu ekranowania..
Gdy porusza się w czasie, Zef rośnie w taki sposób, że atom się kurczy; to znaczy, promienie atomowe zmniejszają się z upływem czasu.
Skutkuje to tym, że w momencie połączenia jednego atomu z drugim elektrony „popłyną” w kierunku atomu o najwyższym Zef. Nadaje to również wiązaniu charakter jonowy, jeśli istnieje wyraźna tendencja elektronów do kierowania się w kierunku atomu. Jeśli tak nie jest, mówimy o wiązaniu głównie kowalencyjnym.
Z tego powodu elektroujemność zmienia się w zależności od promieni atomowych Zef, które z kolei są blisko spokrewnione z EI i AE. Wszystko jest łańcuchem.
Do czego służy elektroujemność? Zasadniczo do określenia, czy związek binarny jest kowalencyjny czy jonowy. Gdy różnica elektroujemności jest bardzo duża (w tempie 1,7 jednostki lub więcej), mówi się, że związek jest jonowy. Przydatne jest również rozróżnienie w strukturze, które regiony mogą być bogatsze w elektrony..
Stąd można przewidzieć, jaki mechanizm lub reakcję może przejść związek. W regionach ubogich w elektrony, ujemnie naładowane gatunki δ + mogą działać w określony sposób; aw regionach bogatych w elektrony ich atomy mogą oddziaływać w bardzo specyficzny sposób z innymi cząsteczkami (interakcje dipol-dipol).
Jakie są wartości elektroujemności atomów chloru, tlenu, sodu i fluoru? Kto jest najbardziej elektroujemny po fluorze? Korzystając z układu okresowego, obserwuje się, że sód ma kolor ciemnofioletowy, podczas gdy kolory tlenu i chloru są wizualnie bardzo podobne..
Jego wartości elektroujemności dla skal Paulinga, Mullikena i Allreda-Rochowa są następujące:
Na (0,93; 1,21; 1,01).
Lub (3,44, 3,22, 3,50).
Cl (3,16; 3,54; 2,83).
F (3,98; 4,43; 4,10).
Zauważ, że w przypadku wartości liczbowych obserwuje się różnicę między ujemnymi wartościami tlenu i chloru.
Według skali Mullikena, chlor jest bardziej elektroujemny niż tlen, w przeciwieństwie do skali Paulinga i Allreda-Rochowa. Różnica elektroujemności między dwoma pierwiastkami jest jeszcze bardziej widoczna w skali Allreda-Rochowa. I wreszcie, fluor, niezależnie od wybranej skali, jest najbardziej elektroujemny..
Dlatego jeśli w cząsteczce znajduje się atom F, oznacza to, że wiązanie będzie miało charakter silnie jonowy..
Jeszcze bez komentarzy