Koristni nasveti

Kako izračunati elektronegativnost

Pin
Send
Share
Send
Send


Elektronegativnost je značilnost atoma, ki kaže, kako visoka je njegova sposobnost privlačenja elektronov k sebi. Ko kemijsko vez tvorita dva različna elementa, so elektroni v enem od njih vedno nameščeni bolj gosto kot v drugem. Atom s gostota elektronov zgoraj, se imenuje elektronegativni, tisti, ki je nižji - oziroma elektropozitiven.

Kako določiti elektronegativnost

Obstaja več lestvic, s poudarkom na katerih je mogoče določiti elektronegativnost elementa. Poskusimo jih našteti:

  1. Periodična tabela.
  2. Mulliken lestvica.
  3. Paulingova lestvica.
  4. Olred-Rohova lestvica.

Če želite določiti parameter "elektronegativnost" v skladu s periodično tabelo, morate samo vedeti, da so najbolj elektronegativne lastnosti tisti elementi, ki se nahajajo na vrhu tabele in na njenem desnem delu. Se pravi, višje in desno uhelement je v periodični tabeli, večja je njegova elektronegativnost in obratno, nižja in na levi - večja je njegova elektropozitivnost.

Paulingova lestvica je najpogosteje uporabljena tabela elektronegativnosti. Poimenovana je po ameriškem kemiku Linusu Paulingu, ki je prvi predstavil koncept elektronegativnosti. Po Polling lestvici je elektronegativnost vseh naravno prisotnih elementov v območju od 0,7 (to velja za alkalno kovinsko Francijo) do 4,0 (za fluor-halogen plin). Tabela prikazuje relativne in netočne vrednosti.

Mullikenova lestvica šteje elektronegativnost kot vrednost vezivne energije med valenčnimi elektroni. Navedeni so najbolj natančni izračuni.

Razporeditev elementov v vsaki tabeli je enaka, čeprav se metode določanja med seboj razlikujejo in tudi vrednosti.

Najvišja elektronegativnost

Fluor, eden od halogenov, je element z največjo elektronegativnostjo, natančneje 3,98. Njegova kemična aktivnost je neverjetno velika, toliko, da jo kemiki ne imenujejo nič drugega "Vse snapping".

Sledi fluor s kisikom. Elektronegativnost kisika je nekoliko nižja - 3,44, a tudi precej visoka.

Za njimi (spodaj na desni strani periodične tabele) so:

Večina nekovin ima elektronegativnost med 2 in 3. Za kovine z največjo aktivnostjo, od Francije do berilija, se giblje med 0,7 in 1,57.

Kako določiti valenčne elektrone

Valensija je sposobnost atoma za interakcijo z drugimi atomi, ki tvori z njimi določene kemične vezi. Valenčni elektroni so tisti, ki neposredno sodelujejo pri tvorbi kemične vezi. Glavna ustvarjalca, ki sta največ prispevala k teoriji valencije, sta ruski znanstvenik Butlerov in nemški znanstvenik Kekule. Elektroni, ki sodelujejo pri tvorbi kemične vezi, imenujemo valenca.

Atom, kot ga vsi poznamo iz šolske smeri, je strukturiran tako, da v svoji strukturi precej spominja na osončje. V središču atoma je ogromno jedro, katerega masa je nekoliko manjša kot popolnoma enaka masi celotnega atoma, in okoli njega vrti v orbitali majhni elektroni, neenaki po svojih notranjih lastnostih. Jedro atoma ne bo tako veliko, če primerjate njegovo velikost z dolžino razdalje do orbitale, vzdolž katere se atomi vrtijo. Kolikor dlje od jedra in bližje zunanji elektronski lupini se nahaja elektron določenega atoma, tem hitreje vstopi v interakcijo z elektroni drugih atomov.

Torej, pred nami je periodična tabela. Na njem morate najti tretje obdobje. Sekvenčno ponovite elemente glavnih podskupin v njem. Obstaja pravilo, po katerem je valenca elementa določena s številom njegove skupine in je enaka številu elektronov na zunanji lupini njenega atoma.

  • Natrij alkalijske kovine na zunanji lupini ima samo en elektron, ki sodeluje v kemični vezi med elementi. Na podlagi tega ugotovimo, da je monovalenten.
  • Alkalno zemeljska kovina ima na svoji zunanji lupini že dva elektrona. To pomeni, da je njegova valenca enaka dvema.
  • Amfoterna aluminijasta kovina ima na zunanji lupini točno tri elektrone. Njegova številčnost, tako kot prejšnji elementi, ustreza tej številki.
  • Silicij ima štiri elektrone, je štirivalenten.
  • Fosfor lahko tvorijo različne vezi in imajo različne valencije, največ fosforja pa je pet.
  • Žveplo, tako kot fosfor, ima lahko različne valencije, vendar je najvišja šest.
  • Vzemite klor. Ko je na primer v molekuli klorovodikove kisline (HCl), je v monovalentnem stanju. Toda v molekuli perklorne kisline (HClO4) takoj postane heptavalentna.

Poleg glavnih so tudi stranske podskupine. Ko gre za njih, se upoštevajo tudi d-elektroni na prejšnjem podravnu. V periodični tabeli je vse te vrednosti enostavno najti. Poskusimo ugotoviti višjo valenco kroma. Na zunanji ravni ima krom 1 elektrona, na d-podravni - 5. Zato je njegova najvišja valenca 6. Na manganu na zunanji ravni sta 2 elektrona, na d-podravni - 5. Zato je njegova najvišja valenca 7.

Vse zgoraj, z nekaj izjemami, velja za elemente vseh drugih stranske podskupine (razen tistih, ki vključujejo mangan in krom). Tu so izjeme:

Ta video vam bo pomagal bolje razumeti koncept elektronegativnosti.

Vsebina

Sodobni koncept elektronegativnosti atomov je uvedel ameriški kemik L. Pauling. S pojmom elektronegativnosti je razložil dejstvo, da je energija heteroatomske vezi A - B (A, B so simboli kakršnih koli kemičnih elementov) na splošno večja od geometrijske srednje vrednosti homoatomskih vezi A - A in B - B.

Prva in splošno znana (najpogostejša) lestvica sorodnik atomska elektronegativnost Pauling zajema vrednosti od 0,7 za Francove atome do 4,0 za atome fluora. Fluor je najbolj elektronegativni element, sledi kisik (3,5) in nato dušik in klor (alkalne in zemeljskoalkalijske kovine imajo najnižje vrednosti elektronegativnosti, ležijo v območju od 0,7-1,2, halogeni pa največje vrednosti v območju 4.0–2.5 Elektronegativnost tipičnih nekovin je sredi splošnega obsega vrednosti in je praviloma blizu 2 ali nekoliko več kot 2. Elektronegativnost vodika je 2,1. Za večino prehodnih kovin je elektronegativnost v v intervalu 1,5–2,0 so elektronegativnosti težkih elementov glavnih podskupin blizu 2,0 in obstaja več drugih lestvic elektronegativnosti, ki temeljijo na različnih lastnostih snovi, vendar so relativni položaji elementov v njih približno enaki.

Teoretično opredelitev elektronegativnosti je predlagal ameriški fizik R. Mulliken. Na podlagi očitnega stališča, da je sposobnost atoma v molekuli, da sam pritegne naboj elektrona, odvisna od ionizacijske energije atoma in njegove afinitete do elektrona, je R. Mulliken predstavil idejo o elektronegativnosti atoma A kot povprečni vrednosti vezivne energije zunanjih elektronov med ionizacijo valenčnih stanj ( na primer od A - do A +) in na podlagi tega predlagal zelo preprost odnos za elektronegativnost atoma:

kjer j1 A in εA - oziroma ionizacijska energija atoma in njegova afiniteta do elektrona.

Trenutno obstaja veliko različnih metod za določanje elektronegativnosti atomov, katerih rezultati se med seboj dobro ujemajo, razen sorazmerno majhnih razlik, vsekakor pa so notranje skladni.
Poleg zgoraj opisane lestvice Mulliken obstaja še več kot 20 različnih lestvic elektronegativnosti (izračun katerih vrednosti temeljijo na različnih lastnostih snovi), med katerimi je lestvica L. Paulinga (ki temelji na energiji vezave med tvorbo kompleksne snovi iz preprostih), lestvica Olred-Rohov ( temelji na elektrostatični sili, ki deluje na zunanji elektron) itd.

Strogo gledano, konstantni elektronegativnosti ne moremo pripisati elementu. Elektronegativnost atoma je odvisna od številnih dejavnikov, zlasti od valenčnega stanja atoma, formalnega stanja oksidacije, vrste spojine, koordinacijske številke, narave ligandov, ki sestavljajo okolje atoma v molekularnem sistemu, in nekaterih drugih. V zadnjem času se tako imenovana orbitalna elektronegativnost vedno pogosteje uporablja za označevanje elektronegativnosti, odvisno od vrste atomske orbitale, ki sodeluje pri tvorbi vezi in njene populacije elektronov, torej od tega, ali je atomska orbitala zasedla nerazdeljena elektronska para, ali jo enkrat naseli neparni elektron ali je prazna. . Toda kljub znanim težavam pri razlagi in določanju elektronegativnosti je vedno potreben kvalitativni opis in napovedovanje narave vezi v molekularnem sistemu, vključno z vezalno energijo, porazdelitvijo naboja elektronov in stopnjo ionske (polarnosti), konstanto sile itd.

Med hitrim razvojem kvantne kemije kot sredstva za opis molekularnih formacij (sredina in druga polovica 20. stoletja) se je izkazal ploden pristop L. Paulinga, ki je med drugimi raziskavami uvedel lastno lestvico elektronegativnosti, v kateri ima fluor največ "standardnih" elementov (χ (F ) ≈ 4, 1 < displaystyle < chi> (< rm <)

4.1 >>>), najmanj pa Francija (χ (F r) ≈ 0,7 < displaystyle < chi> (< rm <)

0,7 >>>). Stopnja ionske vezi, torej prispevek strukture, v kateri bolj elektronegativni atom popolnoma "prevzame" valenčne elektrone zase, v splošno resonančno "sliko", je v tej teoriji opredeljen kot

Eden trenutno najbolj razvitih pristopov je pristop Sanderson. Osnova tega pristopa je bila ideja o izenačevanju elektronegativnosti atomov med nastajanjem kemijske vezi med njimi. V številnih raziskavah so bile ugotovljene povezave med Sandersonovo elektronegativnostjo in najpomembnejšimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi anorganskih spojin v veliki večini elementov periodične tabele. Modifikacija Sandersonove metode, ki temelji na prerazporeditvi elektronegativnosti med atomi molekule za organske spojine, se je prav tako izkazala za zelo plodno.

Podrobno iskanje razmerja med lestvicami elektronegativnosti nam je omogočilo oblikovanje novega pristopa k izbiri praktične lestvice elektronegativnosti atomov. Praktična lestvica za elektronegativnost atomov temelji na konceptu Luo-Bensona z uporabo koncepta kovalentnega polmera r. V fizičnem smislu je elektronegativnost atoma χLB Je vrednost, sorazmerna s privlačno energijo valenčnega elektrona, ki se nahaja na razdalji r od atomskega jedra: χ LB= (m + n) / r,

Kjer sta m in n število p in s elektronov v valenčni lupini atoma.

Luo in Benson sta sama priporočila za χ LB (elektronegativnost atomov) natančnejše ime je "kovalenten potencial". V procesu razvoja praktične lestvice elektronegativnosti sta Luo in Bensonovo lestvico dopolnili z elektronegativnostjo d- in f-elementov, pri čemer je bilo v zunanji elektroni vneseno število zunanjih elektronov. Vrednosti elektronegativnosti atomov v praktični lestvici χ * in njihovi kovalentni polmeri r (Å) so podane v tabeli:

Vrednosti elektronegativnosti atomov v praktični lestvici χ * in njihovi kovalentni polmeri r, (Å).

ZPostavkaχ*r
1H2,70,371
3Li0,751,337
4Bodi2,080,96
5B3,660,82
6C5,190,771
7N6,670,75
8O8,110,74
9F9,9150,706
11Na0,651,539
12Mg1,541,30
13Al2,401,248
14Si3,411,173
15P4,551,10
16S5,771,04
17Cl7,040,994
19K0,511,953
20Ca1,151,74
21Sc1,491,34
22Ti1,571,27
23V1,651,21
24Kr1,721,16
25Mn1,711,17
26Fe1,721,16
27Co1,831,09
28Ni1,921,04
29Cu2,300,87
30Zn1,871,07
31Ga2,381,26
32Ge3,241,223
33Kot4,201,19
34Se5,131,17
35Br6,131,141
37Rb0,482,087
38Sr1,051,91
39Y1,311,52
40Zr1,401,43
41Nb1,431,40
42Mo1,461,37
43Tc1,561,28
44Ru1,651,21
45Rh1,691,18
46Pd1,801,11
47Ag1,791,12
48Cd1,561,28
49V2,001,497
50Sn2,831,412
51Sb3,621,38
52Te4,381,37
53Jaz5,251,333
55Cs0,432,323
56Ba1,011,98
57La1,171,71
59Pr1,201,66
61Pm1,231,63
63Eu1,231,62
65Tb1,281,56
67Ho1,311,53
69Tm1,331,50
70Yb1,341,49
71Lu1,361,47
72Hf1,411,42
73Ta1,441,39
74W1,451,38
75Re1,461,37
76Os1,461,37
77Ir1,461,37
78Pt1,491,34
79Au1,501,33
80Hg1,511,32
81Tl1,911,57
82Pb2,601,55
83Bi3,291,52
84Po4,031,49
85Na4,671,50

Vrednost χ *, navedena v tabeli, prikazuje pomembno značilnost praktične lestvice elektronegativnosti: vrednost elektronegativnosti vodika v tej lestvici χ * (H) = 2,7 določa jasno mejo med kovinami (M) in nemetali [H]: χ * (M)

Poseben položaj vodika v praktični lestvici daje razlog, da se elektronegativnost vodika obravnava kot "merilo" elektronegativnosti elementov, ki nam omogoča prehod na brezdimenzionalno praktično lestvico χ *, definirano kot razmerje χ * (X) / χ * (N).

Kaj je elektronegativnost

Lastnost atoma kemičnega elementa, da pritegne k sebi elektrone drugih atomov, se imenuje elektronegativnost. Koncept je prvič uvedel Linus Pauling v prvi polovici dvajsetega stoletja.

Vse aktivne enostavne snovi lahko glede na fizikalne in kemijske lastnosti razdelimo v dve skupini:

Vse kovine so reducenti. V reakcijah dajejo elektrone in imajo pozitivno oksidacijsko stanje. Nekovine lahko kažejo lastnosti reducentov in oksidantov, odvisno od vrednosti elektronegativnosti. Večja kot je elektronegativnost, močnejše so lastnosti oksidanta.

Sl. 1. Delovanje oksidacijskega in redukcijskega sredstva v reakcijah.

Pauling je sestavil lestvico elektronegativnosti. V skladu s Paulingovo lestvico ima fluor (4) največjo elektronegativnost, Francija (0,7) pa najmanjšo. To pomeni, da je fluor najmočnejše oksidacijsko sredstvo in lahko pritegne elektrone večine elementov. Nasprotno, tudi Francija je kot druge kovine reducent. Skuša dati, ne sprejemati elektronov.

Elektronegativnost je eden glavnih dejavnikov, ki določa vrsto in lastnosti kemijske vezi, ki nastane med atomoma.

Kaj smo se naučili?

Elektronegativnost kaže na sposobnost elementov dajati ali sprejemati elektrone. Ta lastnost pomaga razumeti, kako izrazite so lastnosti oksidanta (nekovina) ali reducirnega sredstva (kovina) določenega elementa. Zaradi praktičnosti je Pauling razvil lestvico elektronegativnosti. Po lestvici ima fluor največ oksidacijskih lastnosti, Francija pa najmanjšo. V periodični tabeli se lastnosti kovin povečujejo od desne proti levi in ​​od zgoraj navzdol.

Oglejte si video: Polarnost veze i polarnost molekula - Hemija I (Januar 2022).

Pin
Send
Share
Send
Send