W chemii elektroujemność jest miarą stopnia, w jakim atom przyciąga elektrony w wiązaniu. Atomy o wysokiej elektroujemności silnie przyciągają elektrony, podczas gdy atomy o niskiej elektroujemności słabo przyciągają elektrony. Wartości elektroujemności są wykorzystywane do przewidywania zachowania różnych atomów po połączeniu ze sobą, co czyni je ważną umiejętnością w podstawowej chemii.
Krok
Metoda 1 z 3: Podstawy elektroujemności
Krok 1. Zrozum, że wiązania chemiczne powstają, gdy atomy dzielą elektrony
Aby zrozumieć elektroujemność, ważne jest, aby najpierw zrozumieć znaczenie wiązania. Dowolne dwa atomy w cząsteczce, które są ze sobą powiązane na schemacie molekularnym, mają wiązania. Zasadniczo oznacza to, że dwa atomy dzielą pulę dwóch elektronów – każdy atom wnosi jeden atom do wiązania.
Dokładne powody, dla których atomy mają wspólne elektrony i wiązania, wykraczają poza zakres tego artykułu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, spróbuj przeczytać poniższe artykuły na temat podstaw łączenia lub inne artykuły
Krok 2. Zrozum, jak elektroujemność wpływa na elektrony w wiązaniu
Gdy oba atomy mają pulę dwóch elektronów w wiązaniu, atomy nie zawsze dzielą się sprawiedliwie. Kiedy jeden atom ma wyższą elektroujemność niż atom, z którym jest związany, przyciąga dwa elektrony w wiązaniu bliżej siebie. Atomy o wysokiej elektroujemności mogą przyciągać elektrony na bok wiązania, dzieląc je ze wszystkimi innymi atomami.
Na przykład w cząsteczce NaCl (chlorek sodu) atom chlorku ma dość wysoką elektroujemność, a sód ma dość niską elektroujemność. W ten sposób elektrony zostaną przyciągnięte blisko chlorku oraz trzymaj się z dala od sodu.
Krok 3. Użyj tabeli elektroujemności jako odniesienia
Tabela elektroujemności pierwiastków zawiera pierwiastki ułożone dokładnie tak, jak w układzie okresowym, z wyjątkiem tego, że każdy atom jest oznaczony własną elektroujemnością. Tabele te można znaleźć w różnych podręcznikach do chemii i artykułach inżynierskich, a także w Internecie.
To jest link do bardzo dobrej tabeli elektroujemności. Zauważ, że ta tabela używa najczęściej używanej skali elektroujemności Paulinga. Istnieją jednak inne sposoby pomiaru elektroujemności, z których jeden pokazano poniżej
Krok 4. Pamiętaj o tendencjach elektroujemności, aby łatwo oszacować
Jeśli nie masz jeszcze przydatnej tabeli elektroujemności, nadal możesz oszacować elektroujemność atomu na podstawie jego lokalizacji w regularnym układzie okresowym. Z reguły:
- Elektroujemność atomu wzrasta wysoka im bardziej się przenosisz Prawidłowy w układzie okresowym.
- Elektroujemność atomu wzrasta wysoka im więcej się ruszasz jeździć w układzie okresowym.
- Tak więc atomy w prawym górnym rogu mają najwyższą elektroujemność, a atomy w lewym dolnym rogu mają najniższą elektroujemność.
- Na przykład w powyższym przykładzie NaCl możesz stwierdzić, że chlor ma wyższą elektroujemność niż sód, ponieważ chlor znajduje się prawie w prawym górnym rogu. Z drugiej strony sód znajduje się daleko na lewo, co czyni go jednym z najniższych poziomów atomowych.
Metoda 2 z 3: Znajdowanie wiązań za pomocą elektroujemności
Krok 1. Znajdź różnicę elektroujemności między dwoma atomami
Kiedy dwa atomy są połączone, różnica między elektroujemnościami tych dwóch może powiedzieć ci o jakości wiązania między nimi. Odejmij mniejszą elektroujemność od większej, aby znaleźć różnicę.
Na przykład, jeśli spojrzymy na cząsteczkę HF, odejmiemy elektroujemność wodoru (2, 1) od fluoru (4, 0). 4, 0 – 2, 1 = 1, 9
Krok 2. Jeśli różnica jest mniejsza niż 0,5, wiązanie jest kowalencyjne niepolarne
W tym wiązaniu elektrony są sprawiedliwie dzielone. To wiązanie nie tworzy cząsteczki, która ma dużą różnicę w ładunku między dwoma atomami. Wiązania niepolarne są bardzo trudne do zerwania.
Na przykład cząsteczka O.2 mają tego rodzaju więź. Ponieważ oba tleny mają tę samą elektroujemność, różnica między ich elektroujemnością wynosi 0.
Krok 3. Jeśli różnica wynosi 0,5-1,6, wiązanie jest kowalencyjne polarne
To wiązanie ma więcej elektronów w jednym atomie. To sprawia, że cząsteczka jest nieco bardziej ujemna na końcu atomu z większą liczbą elektronów i nieco bardziej pozytywna na końcu atomu z mniejszą liczbą elektronów. Brak równowagi ładunków w tych wiązaniach umożliwia cząsteczkom udział w pewnych specjalnych reakcjach.
Dobrym przykładem tego wiązania jest cząsteczka H.2O (woda). O jest bardziej elektroujemny niż dwa H, więc O ma więcej elektronów i sprawia, że cała cząsteczka jest częściowo ujemna na końcu O i częściowo dodatnia na końcu H.
Krok 4. Jeśli różnica jest większa niż 2,0, wiązanie jest jonowe
W tym wiązaniu wszystkie elektrony znajdują się na jednym końcu wiązania. Im bardziej elektroujemny atom otrzymuje ładunek ujemny, a mniej elektroujemny atom otrzymuje ładunek dodatni. Takie wiązania pozwalają atomom dobrze reagować z innymi atomami, a nawet być oddzielone atomami polarnymi.
Przykładem tego wiązania jest NaCl (chlorek sodu). Chlor jest tak elektroujemny, że przyciąga do siebie oba elektrony w wiązaniu, pozostawiając sód z ładunkiem dodatnim
Krok 5. Jeśli różnica wynosi między 1,6-2, 0, znajdź metal
Gdyby jest metal w wiązaniu, wiązanie jest joński. Jeśli występują tylko niemetale, wiązanie jest kowalencyjny polarny
- Metale stanowią większość atomów po lewej i pośrodku układu okresowego pierwiastków. Na tej stronie znajduje się tabela przedstawiająca pierwiastki, które są metalami.
- Nasz przykład HF z góry znajduje się w tym krawacie. Ponieważ H i F nie są metalami, mają wiązania kowalencyjny polarny.
Metoda 3 z 3: Znalezienie elektroujemności Mullikena
Krok 1. Znajdź pierwszą energię jonizacji swojego atomu
Elektroujemność Mullikena różni się nieco od metody pomiaru elektroujemności zastosowanej w powyższej tabeli Paulinga. Aby znaleźć elektroujemność Mullikena dla danego atomu, znajdź pierwszą energię jonizacji atomu. Jest to energia potrzebna do oddania przez atom pojedynczego elektronu.
- Jest to coś, czego możesz potrzebować w materiałach referencyjnych do chemii. Ta strona ma dobrą tabelę, z której możesz skorzystać (przewiń w dół, aby ją znaleźć).
- Załóżmy na przykład, że szukamy elektroujemności litu (Li). W tabeli na powyższej stronie widzimy, że pierwsza energia jonizacji to 520 kJ/mol.
Krok 2. Znajdź powinowactwo elektronowe atomu
Powinowactwo jest miarą energii uzyskanej po dodaniu elektronu do atomu w celu utworzenia jonu ujemnego. Ponownie, jest to coś, czego powinieneś szukać w materiałach referencyjnych. Ta witryna zawiera zasoby, które możesz chcieć sprawdzić.
Powinowactwo elektronowe litu wynosi 60 kJ mola-1.
Krok 3. Rozwiąż równanie elektroujemności Mullikena
Kiedy używasz kJ/mol jako jednostki energii, równanie na elektroujemność Mullikena to PLMulliken = (1, 97×10−3)(MIi+Etak) + 0, 19. Wprowadź swoje wartości do równania i rozwiąż ENMulliken.
-
W naszym przykładzie rozwiążemy to tak:
-
- PLMulliken = (1, 97×10−3)(MIi+Etak) + 0, 19
- PLMulliken = (1, 97×10−3)(520 + 60) + 0, 19
- PLMulliken = 1, 143 + 0, 19 = 1, 333
-
Porady
- Oprócz skal Paulinga i Mullikena inne skale elektroujemności obejmują skalę Allreda-Rochowa, skalę Sandersona i skalę Allena. Wszystkie te skale mają własne równania do obliczania elektroujemności (niektóre z tych równań mogą być dość skomplikowane).
- Elektroujemność nie ma jednostek.
