Ηλεκτραρνητικότητα

Η ηλεκτρονική βαρύτητα, σύμβολο χ, είναι μια χημική ιδιότητα που δηλώνει πόσο καλά ένα άτομο μπορεί να προσελκύσει ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του. Η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου επηρεάζεται από τον ατομικό αριθμό του ατόμου και την απόσταση μεταξύ των ηλεκτρονίων σθένους του ατόμου (τα εξωτερικά ηλεκτρόνια που συμμετέχουν στους χημικούς δεσμούς) και του πυρήνα του. Θεωρήθηκε για πρώτη φορά από τον Linus Pauling το 1932 ως μέρος της θεωρίας του για τους δεσμούς σθένους και σχετίζεται με άλλες χημικές ιδιότητες. Γενικά, η ηλεκτραρνητικότητα αυξάνεται από κάτω αριστερά προς τα πάνω δεξιά του περιοδικού πίνακα- αυτό είναι γνωστό ως περιοδική τάση.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι υπολογισμού της ηλεκτραρνητικότητας ενός ατόμου. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος υπολογισμού είναι αυτός που πρότεινε ο Linus Pauling και δίνει τη σχετική κλίμακα Pauling. Η κλίμακα αυτή δίνει στα στοιχεία ποσότητες χωρίς διαστάσεις (τιμές) μεταξύ 0,7 και 3,98, με το υδρογόνο να βρίσκεται στο 2,20.

Το αντίθετο της ηλεκτραρνητικότητας είναι η ηλεκτροθετικότητα- το μέτρο του πόσο καλά ένα άτομο δίνει ηλεκτρόνια.

Τρόποι υπολογισμού της ηλεκτραρνητικότητας

Ηλεκτρονητικότητα Pauling

Ο Pauling πρότεινε την ιδέα της ηλεκτραρνητικότητας το 1932 για να εξηγήσει γιατί η ισχύς ενός ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ δύο διαφορετικών ατόμων (Α-Β) είναι ισχυρότερη από το μέσο όρο των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών Α-Α και Β-Β. Η θεωρία του για τους δεσμούς σθένους έλεγε ότι αυτός ο ισχυρότερος δεσμός μεταξύ διαφορετικών ατόμων προκαλείται από τις ιοντικές επιδράσεις στον δεσμό.

Η διαφορά μεταξύ της ηλεκτραρνητικότητας του ατόμου Α και του ατόμου Β είναι

χ A - χ B = ( e V ) - 1 / 2 E d ( A B ) - [ E d ( A A ) + E d ( B B ) ] / 2 {\displaystyle \chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}}} $\chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}$

όπου οι ενέργειες διάσπασης (δηλαδή η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση του δεσμού μεταξύ των ατόμων), _Ed, των δεσμών Α-Β, Α-Α και Β-Β δίνονται σε ηλεκτρονιοβόλτ και προστίθεται ο παράγοντας (eV)^-½ για να εξασφαλιστεί ότι η τελική απάντηση δεν έχει μονάδα. Με τον παραπάνω τύπο, μπορούμε να υπολογίσουμε ότι η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ του υδρογόνου και του βρωμίου είναι 0,73. (ενέργειες διάσπασης: H-Br, 3,79 eV- H-H, 4,52 eV- Br-Br, 2,00 eV)

Η παραπάνω εξίσωση υπολογίζει μόνο τη διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ δύο στοιχείων. Για να γίνει μια κλίμακα από την εξίσωση, πρέπει να επιλεγεί ένα σημείο αναφοράς. Το υδρογόνο επιλέχθηκε ως σημείο αναφοράς επειδή συνδέεται ομοιοπολικά με πολλά στοιχεία. Η ηλεκτραρνητικότητα του υδρογόνου καθορίστηκε αρχικά στο 2,1, αλλά αργότερα άλλαξε στο 2,20. Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να είναι γνωστό για να φτιαχτεί μια κλίμακα ηλεκτραρνητικότητας είναι ποιο στοιχείο είναι πιο ηλεκτραρνητικό από το σημείο αναφοράς, το οποίο είναι το υδρογόνο. Αυτό γίνεται συχνά με τη λεγόμενη "χημική διαίσθηση": στο παραπάνω παράδειγμα, το βρωμιούχο υδρογόνο (H-Br) διαλύεται στο νερό και διασπάται σε κατιόν H+ και ανιόν Br-. Έτσι, μπορεί να υποτεθεί ότι το βρώμιο είναι πιο ηλεκτραρνητικό από το υδρογόνο.

Για τον υπολογισμό της ηλεκτραρνητικότητας Pauling για ένα στοιχείο, απαιτούνται τα δεδομένα για τις ενέργειες διάσπασης τουλάχιστον δύο τύπων ομοιοπολικών δεσμών που δημιουργούνται από το στοιχείο. Το 1961, ο A. L. Allred βελτίωσε τα αρχικά δεδομένα του Pauling ώστε να συμπεριλάβει τα θερμοδυναμικά δεδομένα που είναι πολύ περισσότερο διαθέσιμα. Αυτές οι "αναθεωρημένες τιμές ηλεκτρονιοβαρύτητας Pauling" χρησιμοποιούνται συχνότερα.

Ηλεκτροθετικότητα

Η ηλεκτροθετικότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός στοιχείου να δίνει ηλεκτρόνια και να σχηματίζει θετικά ιόντα.

Κυρίως, αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό των μετάλλων. Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό τους κέλυφος και αυτό χάνεται εύκολα. Αυτά τα μέταλλα έχουν χαμηλές ενέργειες ιονισμού.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι η ηλεκτραρνητικότητα;

A: Η ηλεκτραρνητικότητα είναι μια χημική ιδιότητα που μετράει πόσο καλά ένα άτομο μπορεί να προσελκύσει ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του.

Ερ: Τι επηρεάζει την ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου;

Α: Η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου επηρεάζεται από τον ατομικό του αριθμό και την απόσταση μεταξύ των ηλεκτρονίων σθένους και του πυρήνα του.

Ερ: Ποιος διατύπωσε πρώτος τη θεωρία της έννοιας της ηλεκτραρνητικότητας;

Α: Η έννοια της ηλεκτραρνητικότητας θεωρητικοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Linus Pauling το 1932 ως μέρος της θεωρίας του για τους δεσμούς σθένους.

Ερ: Ποια είναι η περιοδική τάση της ηλεκτραρνητικότητας;

Α: Η περιοδική τάση της ηλεκτραρνητικότητας είναι ότι γενικά αυξάνεται από κάτω αριστερά προς τα πάνω δεξιά του περιοδικού πίνακα.

Ερ: Πώς υπολογίζεται η ηλεκτραρνητικότητα;

Α: Υπάρχουν πολλοί τρόποι υπολογισμού της ηλεκτραρνητικότητας ενός ατόμου, αλλά ο πιο συνηθισμένος τρόπος είναι αυτός που πρότεινε ο Linus Pauling, ο οποίος δίνει τη σχετική κλίμακα Pauling.

Ερ: Ποιο είναι το εύρος τιμών για τη σχετική κλίμακα Pauling;

Α: Η σχετική κλίμακα Pauling δίνει στα στοιχεία ποσότητες (τιμές) χωρίς διαστάσεις μεταξύ 0,7 και 3,98, με το υδρογόνο να βρίσκεται στο 2,20.

Ερ: Ποιο είναι το αντίθετο της ηλεκτραρνητικότητας;

Α: Το αντίθετο της ηλεκτραρνητικότητας είναι η ηλεκτροθετικότητα, η οποία μετρά πόσο καλά ένα άτομο δίνει ηλεκτρόνια.