ELEKTRONEGATIVITI: SKALA, VARIASI, UTILITI, DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The keelektronegatifan adalah penginapan relatif berkala mengenai keupayaan atom untuk menarik elektron ketumpatan persekitaran molekulnya. Ini adalah kecenderungan atom untuk menarik elektron ketika melekat pada molekul. Ini tercermin dalam tingkah laku banyak sebatian dan bagaimana mereka berinteraksi antara satu sama lain antara satu sama lain.

Tidak semua unsur menarik elektron dari atom bersebelahan ke tahap yang sama. Bagi mereka yang dengan mudah melepaskan ketumpatan elektron, mereka dikatakan elektropositif, sementara yang "menutup" diri mereka dengan elektron adalah elektronegatif. Terdapat banyak cara untuk menjelaskan dan memerhatikan harta benda ini (atau konsep).

Sumber: Wikipedia Commons.

Sebagai contoh, dalam peta potensi elektrostatik untuk molekul (seperti yang ada untuk klorin dioksida dalam gambar di atas, ClO ₂ ) kesan elektronegativiti yang berbeza diperhatikan bagi atom klorin dan oksigen.

Warna merah menunjukkan kawasan molekul kaya elektron, δ-, dan warna biru menunjukkan kawasan yang miskin elektron, δ +. Oleh itu, setelah beberapa siri pengiraan komputasi, peta jenis ini dapat dibuat; banyak dari mereka menunjukkan hubungan langsung antara lokasi atom elektronegatif dan δ-.

Ini juga dapat divisualisasikan sebagai berikut: dalam molekul, transit elektron lebih cenderung terjadi di sekitar atom yang paling elektronegatif. Atas sebab inilah untuk ClO ₂ atom oksigen (sfera merah) dikelilingi oleh awan merah, sementara atom klorin (sfera hijau) adalah awan kebiruan.

Definisi elektronegativiti bergantung pada pendekatan yang diberikan terhadap fenomena tersebut, terdapat beberapa skala yang menganggapnya dari aspek tertentu. Walau bagaimanapun, semua skala mempunyai kesamaan bahawa ia disokong oleh sifat atom yang hakiki.

Skala elektronegativiti

Elektronegativiti bukan sifat yang dapat diukur, dan juga tidak mempunyai nilai mutlak. Kenapa? Kerana kecenderungan atom untuk menarik ketumpatan elektron ke arahnya tidak sama di semua sebatian. Dengan kata lain: elektronegativiti berbeza bergantung pada molekul.

Sekiranya, untuk molekul ClO ₂ , atom Cl ditukar untuk atom N, maka kecenderungan O untuk menarik elektron juga akan berubah; ia boleh meningkat (membuat awan lebih merah) atau berkurang (kehilangan warna). Perbezaannya terletak pada ikatan NO baru yang terbentuk, dengan itu mempunyai molekul ONO (nitrogen dioksida, NO ₂ ).

Oleh kerana elektronegativiti atom tidak sama untuk semua persekitaran molekulnya, perlu menentukannya dari segi pemboleh ubah lain. Dengan cara ini, kita mempunyai nilai yang berfungsi sebagai rujukan dan memungkinkan untuk meramalkan, misalnya, jenis ikatan yang terbentuk (ionik atau kovalen).

Skala Pauling

Saintis hebat dan pemenang dua Hadiah Nobel, Linus Pauling, mengusulkan pada tahun 1932 bentuk kuantitatif (terukur) elektronegatif yang dikenali sebagai skala Pauling. Di dalamnya, elektronegativiti dua elemen, A dan B, membentuk ikatan, berkaitan dengan tenaga tambahan yang berkaitan dengan watak ion ikatan AB.

Bagaimana ini? Ikatan kovalen secara teori adalah yang paling stabil, kerana pengedaran elektronnya antara dua atom adalah adil; iaitu, untuk molekul AA dan BB kedua-dua atom berkongsi sepasang elektron ikatan dengan cara yang sama. Walau bagaimanapun, jika A lebih elektronegatif, maka pasangan itu akan lebih banyak dari A daripada dari B.

Dalam kes itu, AB tidak lagi sepenuhnya kovalen, walaupun jika elektronegativitinya tidak banyak berbeza, dapat dikatakan bahawa ikatannya mempunyai sifat kovalen yang tinggi. Apabila ini berlaku, ikatan mengalami ketidakstabilan kecil dan memperoleh tenaga tambahan sebagai produk perbezaan elektronegativiti antara A dan B.

Semakin besar perbezaan ini, semakin besar tenaga ikatan AB, dan akibatnya semakin besar sifat ion ikatan itu.

Skala ini mewakili yang paling banyak digunakan dalam kimia, dan nilai elektronegativiti timbul dari penugasan nilai 4 untuk atom fluorin. Dari situ mereka dapat mengira unsur-unsur lain.

Skala Mulliken

Walaupun skala Pauling berkaitan dengan tenaga yang berkaitan dengan ikatan, skala Robert Mulliken lebih berkaitan dengan dua sifat berkala yang lain: tenaga pengionan (EI) dan pertalian elektron (AE).

Oleh itu, elemen dengan nilai EI dan AE yang tinggi sangat elektronegatif, dan oleh itu akan menarik elektron dari persekitaran molekulnya.

Kenapa? Kerana EI menggambarkan betapa sukarnya "merobek" elektron luaran darinya, dan AE betapa stabilnya anion yang terbentuk dalam fasa gas. Sekiranya kedua-dua sifat mempunyai magnitud tinggi, maka elemen tersebut adalah "kekasih" elektron.

Elektronegativiti Mulliken dikira dengan formula berikut:

Χ _M = ½ (EI + AE)

Maksudnya, χ _M sama dengan nilai purata EI dan AE.

Namun, tidak seperti skala Pauling yang bergantung pada atom mana yang membentuk ikatan, ia berkaitan dengan sifat-sifat keadaan valensi (dengan konfigurasi elektroniknya yang paling stabil).

Kedua-dua skala menghasilkan nilai elektronegativiti yang serupa untuk elemen dan kira-kira berkaitan dengan penukaran semula berikut:

Χ _P = 1.35 (Χ _M ) ^1/2 - 1.37

Kedua-dua X _M dan X _P adalah nilai tanpa dimensi; iaitu, mereka kekurangan unit.

Skala AL Allred dan E. Rochow

Terdapat skala elektronegativiti lain, seperti skala Sanderson dan Allen. Walau bagaimanapun, yang mengikuti dua yang pertama adalah skala Allred dan Rochow (χ _AR ). Kali ini didasarkan pada muatan nuklear berkesan yang dialami oleh elektron di permukaan atom. Oleh itu, ia secara langsung berkaitan dengan daya tarikan inti dan kesan skrin yang menarik.

Bagaimana elektronegativiti berbeza pada jadual berkala?

Sumber: Bartux di nl.wikipedia.

Terlepas dari skala atau nilai yang anda miliki, elektronegativiti meningkat dari kanan ke kiri untuk jangka waktu, dan dari bawah ke atas dalam kumpulan. Oleh itu, ia meningkat ke arah pepenjuru kanan atas (tidak termasuk helium) sehingga bertemu dengan fluorin.

Pada gambar di atas anda dapat melihat apa yang baru sahaja diperkatakan. Dalam jadual berkala, elektronegativiti Pauling dinyatakan sebagai fungsi warna sel. Oleh kerana fluorin adalah elektronegatif yang paling, ia mempunyai warna ungu yang lebih menonjol, sementara warna yang paling elektronegatif (atau elektropositif) paling gelap.

Begitu juga, dapat dilihat bahawa ketua kumpulan (H, Be, B, C, dll.) Mempunyai warna yang lebih terang, dan ketika seseorang turun melalui kumpulan, unsur-unsur lain menjadi gelap. Apa ini? Jawapannya sekali lagi adalah pada sifat EI, AE, Zef (muatan nuklear berkesan) dan dalam radius atom.

Atom dalam molekul

Atom individu mempunyai muatan nuklear Z yang sebenar dan elektron luaran mengalami muatan nuklear yang berkesan dari kesan pelindung.

Ketika bergerak dalam satu jangka masa, Zef meningkat sedemikian rupa sehingga atom menguncup; iaitu, jari-jari atom dikurangkan dalam satu jangka masa.

Ini mempunyai akibat bahawa, pada saat mengikat satu atom dengan atom yang lain, elektron akan "mengalir" ke arah atom dengan Zef tertinggi. Juga, ini memberikan watak ion pada ikatan jika terdapat kecenderungan ketara bagi elektron menuju ke atom. Apabila ini tidak berlaku, maka kita bercakap mengenai ikatan kovalen.

Atas sebab ini, elektronegativiti berbeza mengikut radius atom, Zef, yang pada gilirannya berkait rapat dengan EI dan AE. Segala-galanya adalah rantai.

Untuk apa itu?

Untuk apa elektronegativiti? Pada prinsipnya untuk menentukan sama ada sebatian binari adalah kovalen atau ionik. Apabila perbezaan elektronegativiti sangat tinggi (pada kadar 1.7 unit atau lebih) sebatian tersebut dikatakan ionik. Ia juga berguna untuk mengetahui struktur yang mana wilayahnya mungkin lebih kaya dengan elektron.

Dari sini, dapat diramalkan mekanisme atau reaksi apa yang mungkin dialami oleh sebatian tersebut. Di kawasan miskin elektron, δ +, spesies bermuatan negatif boleh bertindak dengan cara tertentu; dan di kawasan yang kaya dengan elektron, atomnya dapat berinteraksi dengan cara yang sangat spesifik dengan molekul lain (interaksi dipol-dipol).

Contoh (klorin, oksigen, natrium, fluorin)

Apakah nilai elektronegativiti bagi atom klorin, oksigen, natrium, dan fluorin? Selepas fluorin, siapa yang paling elektronegatif? Dengan menggunakan jadual berkala, diperhatikan bahawa natrium mempunyai warna ungu gelap, sementara warna untuk oksigen dan klorin secara visual sangat serupa.

Nilai elektronegativiti untuk skala Pauling, Mulliken, dan Allred-Rochow adalah:

Na (0.93, 1.21, 1.01).

Atau (3.44, 3.22, 3.50).

Cl (3.16, 3.54, 2.83).

F (3.98, 4.43, 4.10).

Perhatikan bahawa dengan nilai berangka, perbezaan diperhatikan antara negatif oksigen dan klorin.

Menurut skala Mulliken, klorin lebih elektronegatif daripada oksigen, bertentangan dengan skala Pauling dan Allred-Rochow. Perbezaan elektronegativiti antara kedua-dua elemen lebih jelas dengan menggunakan skala Allred-Rochow. Dan akhirnya, fluor tanpa mengira skala yang dipilih adalah yang paling elektronegatif.

Oleh itu, di mana terdapat atom F dalam molekul itu bermaksud bahawa ikatan tersebut akan mempunyai watak ion yang tinggi.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat., Halaman 30 dan 44). Bukit Mc Graw.
2. Jim Clark. (2000). Elektronegativiti. Diambil dari: chemguide.co.uk
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11 Disember 2017). Definisi dan Contoh Elektronegativiti. Diambil dari: thinkco.com
4. Mark E. Tuckerman. (5 November 2011). Skala elektronegativiti. Diambil dari: nyu.edu
5. Wikipedia. (2018). Elektronegativiti. Diambil dari: es.wikipedia.org