POLINGO SKALĖ: ELEKTRONEGATYVUMAS IR ENERGIJOS SKIRTUMAS - CHEMIJA - 2025

Pauling masto yra savavališkai masto naudojamas chemijos išreikšti elementų elektroneigiamumas. Tai apibrėžiama kaip tam tikro atomo polinkis traukti elektronus, kai jis susijungia su kitu atomu.

Šia prasme elementai, turintys didelį elektronegatyvumą, linkę lengvai įgyti elektronus. Tai yra nemetalai, tuo tarpu mažiau elektroneigiamų elementų, tokių kaip metalai, lengviau atsisakyti elektronų.

1 paveikslas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Taigi, žinant elemento elektronegatyvumą, susidaro mintis apie jungties tipą, kurį jis gali suformuoti sujungdamas su kitu. Vėliau tai pamatysime skaitiniu pavyzdžiu.

Turint šią informaciją galima numatyti daugelį junginio savybių, o tai labai naudinga eksperimentinėje chemijoje ir medžiagų moksle, kur nuolat kuriami nauji junginiai.

Vis dėlto patogu paaiškinti, kad nepaisant to, koks jis svarbus, nėra vieno būdo, kaip nustatyti elektronegatyvumą; Paulingo skalė yra tik vienas iš įvairių siūlomų būdų ją rasti, nors ji yra viena iš labiausiai naudojamų.

Iš tikrųjų Paulingo skalė yra savavališka skalė, kurioje kiekvienam periodinės lentelės elementui priskiriama skaitinė vertė, atspindinti jo elektronegatyvumą. Mes matome tai 1 paveiksle, kur turime kiekvieno elemento elektronegatyvumą, kaip maždaug 1939 m. Priskyrė dukart Nobelio premijos laureatas Linusas Paulingas (1901–1994).

Elementų elektronegatyvumas

Paulingas kartu su Donu M. Yostu nustatė elektronegatyvumo reikšmes empiriškai, naudodamas eksperimentinius duomenis, gautus matuojant jungčių energijas.

Paulingas elementui fluoras skyrė aukščiau ir dešinėje lentelės, pavaizduotos 1 paveiksle, aukščiausio elektronegatyvumo, skaičiaus 4.0. Taigi kai fluoras suformuoja ryšius, jis pasižymi didžiausia tendencija pritraukti visų elementų elektronus.

Antra yra deguonis su 3,5 ir trečia yra azotas su 3,0. Abu jie yra stalo viršuje ir dešinėje.

Kita vertus, esant priešingam kraštutinumui, mažiausiai elektroneigiamas elementas yra cezis, kurio simbolis yra Cs, esantis kairėje lentelės pusėje, kuriai Paulingas suteikė skaičių 0,7.

Elektronegatyvumas periodinėje lentelėje

Apskritai ir kaip galima matyti 1 paveiksle, periodinėje lentelėje elektronegatyvumas ir jonizacijos energija padidėja iš kairės į dešinę. Bendra tendencija taip pat rodo nuosmukį judant aukštyn ir žemyn.

Todėl viršutiniame dešiniajame lentelės kampe turėsime daugiausia elektroneigiamų elementų: fluoro, deguonies, chloro, azoto. Mažiausiai elektroneigiamas arba, jei norite, elektropozityviausias, bus kairėje: ličio, natrio, kalio ir kiti 1 grupės elementai - stulpelis kraštinėje kairėje, atitinkantis šarminius ir šarminių žemės metalų elementus.

Kiekvienoje skiltyje elektronegatyvumas mažėja didėjant elemento atominiam skaičiui, išskyrus centre esančius pereinamuosius metalus, kurie neatitinka šios tendencijos.

Svarbu pažymėti, kad elektronegatyvumas yra santykinis, tai nėra nekintama kiekvieno elemento savybė ir jis matuojamas tik kitų elementų atžvilgiu. Tai labai priklauso nuo oksidacijos būklės, todėl tas pats elementas gali turėti skirtingą elektronegatyvumą, atsižvelgiant į junginio tipą, kurį jis sudaro.

Įpareigojančios energijos skirtumas

2 pav. Amerikos chemikas Linusas Paulingas 1955 m. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Chemijoje jungtis yra būdas, kuriuo atomai, vienodi ar skirtingi, jungiasi kartu sudarydami molekules. Jėgos atsiranda tarp atomų, kurie stabiliai juos palaiko.

Yra keletas nuorodų tipų, tačiau čia svarstomi du:

-Kovalentinis, kuriame panašių elektronegatyvumo atomai dalijasi elektronų pora.

- Joninis, dažnas tarp skirtingų elektronegatyvumo atomų, kuriuose vyrauja elektrostatinis traukos principas.

Tarkime, kad du elementai A ir B gali sudaryti molekules, žymimas AA ir BB. Jie taip pat geba prisijungti, kad sudarytų AB junginį per tam tikrą jungtį.

Dalyvaujant tarpmolekulinėms jėgoms, jungtyje yra energijos. Pavyzdžiui, jungtyje AA esanti energija yra E _AA, jungtyje BB ji yra EBB, o galiausiai junginyje AB ji yra E _AB .

Jei AB molekulė buvo suformuota kovalentinio ryšio dėka, teoriškai jungties energija yra E _AA ir E _BB energijų vidurkis :

E _AB = ½ (E _AA + E _BB )

Paulingas apskaičiavo įvairių junginių E _AB , išmatavo jį eksperimentu ir nustatė skirtumą tarp dviejų verčių, kurias jis pavadino Δ:

Δ = - (E _AB ) išmatuotas - (E _AB ) teorinis- = - (E _AB ) išmatuotas - ½ (E _AA + E _BB ) -

Paulingas samprotavo taip: jei Δ yra labai artimas 0, tai reiškia, kad abiejų elementų elektronegatyvumas yra panašus, o juos jungianti jungtis yra kovalentinė. Bet jei Δ nėra mažas, tada ryšys tarp A ir B nėra grynas kovalentinis.

Kuo didesnė absoliučioji Δ vertė, tuo didesnis skirtumas tarp elementų A ir B elektronegatyvumo, todėl juos jungianti jungtis bus joninio tipo. Vėliau skaitytojas suras pavyzdį, kuriame, apskaičiavus it, galima nustatyti junginio rišimosi tipą.

Elektronegatyvumo lygtys

Darant prielaidą, kad energijų skirtumas yra signalas, išskiriantis jungties pobūdį, Paulingas atliko daugybę eksperimentų, paskatinusių jį sukurti empirinę išraišką santykiniam dviejų elementų A ir B, sudarančių molekulę, elektronegatyvumui.

Pažymėdamas šį elektronegatyvumą kaip χ (graikiška raidė „chi“), Paulingas apibrėžė Δ ​​taip:

f ² Δ = ²

χ (A) - χ (B) = f√Δ = 0,102√Δ

Atminkite, kad yra teigiamas dydis. Koeficientas f = 0,102, kuris atsiranda padauginus kvadratinę Δ šaknį, yra perskaičiavimo koeficientas tarp kJ (kilodžaulių) ir eV (elektroninis voltas), abu energijos vienetai.

Jei vietoj to naudojamos kilokalorijos ir elektronų voltai, elektronegatyvumo skirtumas išreiškiamas panašia formule, bet su f = 0,208:

χ (A) - χ (B) = 0,208√Δ

Paulingas pradėjo priskirti vandeniliui 2,1 vertę, ankstesnę chemikalo Roberto Mullikeno vertę. Šį elementą jis pasirinko kaip savo išeities tašką, nes jis sudaro kovalentinius ryšius su daugeliu kitų.

Naudodamas ankstesnę lygtį, jis ir toliau priskyrė santykines reikšmes likusiems elementams. Taigi jis suprato, kad periodinėje lentelėje, kaip aprašyta ankstesniame skyriuje, elektronegatyvumas padidėja judant iš kairės į dešinę ir iš viršaus į apačią.

Pavyzdys

Žemiau yra elementų sąrašas: N, J, Y ir M ir jų atitinkamos elektronegatyvinės savybės to pagal Paulingo skalę:

- N : Χ = 4,0

- J : Χ = 1,5

- Y : Χ = 0,9

- M : Χ = 1,6

Tarp šių su jais sudarytų junginių:

YJ, YN, MN ir JM

Nurodykite tą, kuriam būdingas aukščiausias jonų pobūdis, ir tą, kurio prigimtis yra kovalentinė. Nurodykite savo atsakymo priežastis.

Sprendimas

Pagal Paulingo nustatytus kriterijus, junginys, turintis aukščiausią jonų pobūdį, bus tas, kuris skirsis didžiausią elektronegatyvumą, todėl bus didesnė value vertė. Savo ruožtu junginys, kurio energijos skirtumas mažiausias, yra tas, kurio kovalentinis ryšys.

Tada mes apskaičiuosime, kiek Δ verta kiekvieno junginio:

Sudėtinis YJ

Δ = ² = (0,9 - 1,5) ² = 0,36

Sudėtinis YN

Δ = ² = (0,9 - 4,0) ² = 9,61

Sudėtinis MN

Δ = ² = (1,6 - 4,0) ² = 5,76

Sudėtinis JM

Δ = ² = (1,5 - 1,6) ² = 0,01

Iš aukščiau pateiktų rezultatų akivaizdu, kad joninis junginys yra YN, kurio Δ = 9,61, o kovalentinis junginys yra JM, kurio Δ = 0,01.

Nuorodos

1. Chemija Libretexts. Paulingo elektronegatyvumas. Atkurta iš: chem.libretexts.org.
2. IUPAC auksinė knyga. Elektronegatyvumas. Atkurta iš: goldbook.iupac.org.
3. Salas-Banuet, G. Neteisingai suprastas elektronegatyvumas. Atkurta iš: scielo.org.
4. Moksliniai tekstai. Elektronegatyvumas. Atkurta iš: textchemicalos.com.
5. Whitten, K. 2010. Chemija. 9-asis. Ed Brooks / Cole. „Cengage“ mokymasis.
6. Vikipedija. Kovalentinis ryšys. Atkurta iš: es.wikipedia.org.
7. Vikipedija. Joninė jungtis. Atkurta iš: es.wikipedia.org.