Az elektronegativitás (χ) (relatív elektronegativitás) az atom alapvető kémiai tulajdonsága, egy molekulában lévő atom azon képességének kvantitatív jellemzője, hogy a közös elektronpárokat maga felé mozdítsa el , vagyis az atomok azon képessége, hogy vonzzák más atomok elektronjait . maguknak. A halogének és erős oxidálószerek elektronegativitása a legnagyobb ( p-elemek , F , O , N , Cl ), a legalacsonyabb az aktív fémekben ( I. csoport s-elemei , Na , K , Cs ).
Az atomok elektronegativitásának modern fogalmát L. Pauling amerikai kémikus vezette be . Az elektronegativitás fogalmával magyarázta azt a tényt, hogy egy A-B heteroatomos kötés energiája (A, B bármely kémiai elem szimbóluma) általában nagyobb , mint az A-A és B-B homoatomikus kötések geometriai átlaga.
Pauling első és széles körben ismert (legelterjedtebb) relatív atomi elektronegativitási skálája a franciumatomok 0,7-től a fluoratomok 4,0-ig terjedő értékeit takarja . A legelektronegatívabb elem a fluor , ezt követi az oxigén (3,5), majd a nitrogén és a klór ( az alkáli- és alkáliföldfémek a legalacsonyabb elektronegativitási értékekkel rendelkeznek a 0,7-1,2 tartományban, a halogéneké a 4,0 tartományban a legmagasabb -2,5 A tipikus nemfémek elektronegativitása az általános értéktartomány közepén van, és általában közel 2, vagy valamivel több, mint 2. A hidrogén elektronegativitását 2,2 -nek tekintjük [1] A legtöbb átmenetifémnél az elektronegativitás értékei a tartományba esnek. A fő alcsoportok nehéz elemeinek elektronegativitási értéke megközelíti a 2,0-t. Számos egyéb elektronegativitási skála is létezik, amelyek az anyagok eltérő tulajdonságain alapulnak, de az anyagok relatív elrendezése bennük lévő elemek megközelítőleg azonosak.
Az elektronegativitás elméleti meghatározását R. Mulliken amerikai fizikus javasolta . Abból a nyilvánvaló álláspontból kiindulva, hogy a molekulában lévő atom azon képessége, hogy elektrontöltést vonzzon magához, az atom ionizációs energiájától és elektronaffinitásától függ , R. Mulliken bevezette az A atom elektronegativitásának fogalmát mint átlagot. a külső elektronok kötési energiájának értéke a vegyértékállapotok ionizációja során (például A -ból A + -ba ), és ennek alapján egy nagyon egyszerű összefüggést javasolt egy atom elektronegativitására [2] [3] :
hol van egy atom ionizációs energiája, az elektronaffinitás .Jelenleg nagyon sokféle módszer létezik az atomok elektronegativitásának meghatározására, amelyek eredményei a viszonylag kis eltéréseket leszámítva jól egyeznek egymással, és mindenesetre belsőleg konzisztensek.
A fent leírt Mulliken-skálán kívül több mint 20 különböző egyéb elektronegativitási skála létezik (amelyek értékeinek kiszámítása az anyagok különböző tulajdonságain alapul), beleértve az L. Pauling-skálát (a kötési energia az egyszerű anyagokból összetett anyagok képződése során), az Allred-Rokhov skála (a külső elektronra ható elektrosztatikus erő alapján), az Oganov -skála [4] [5] [6] és mások. A javasolt képlet Oganov 2021-ben végzett munkája figyelembe veszi a molekula ionos stabilizálását, mint multiplikatív komponenst, és nagyobb pontosságú számítást tesz lehetővé, mint kis elektronegativitásbeli különbségek esetén, és általában [4] . 2022-ben Xiao Dong, a Nankai Egyetem munkatársa, Oganov és munkatársai kiszámították a kémiai elemek elektronegativitását nagy nyomáson: 500 ezer atm , 2 millió atm és 5 millió atm [7] .
Elem | skála
pauling (eV −1/2 ) |
skála
Mulliken (eV) |
skála
Allen (eV) |
skála
Martynova és Batsanova (eV −1/2 ) |
skála
Oganova (mérettelen értékek) |
H | 2.2 [8] | 7.18 | 2.3 | - | 3.04 |
Li | 0,98 | 3 | 0,912 | 0,95 | 2.17 |
Na | 0,93 | 2.84 | 0,869 | 0.9 | 2.15 |
K | 0,82 | 2.42 | 0,734 | 0.8 | 2.07 |
Rb | 0,82 | 2.33 | 0,706 | 0.8 | 2.07 |
Cs | 0,79 | 2.18 | 0,659 | 0,75 | 1.97 |
Fr | 0.7 | 2.21 | 0,67 | 0.7 | 2.01 |
Lenni | 1.57 | 4.41 | 1.576 | 1.5 | 2.42 |
mg | 1.31 | 3.62 | 1.293 | 1.2 | 2.39 |
kb | egy | 3.07 | 1.034 | egy | 2.2 |
Sr | 0,95 | 2.87 | 0,963 | egy | 2.13 |
Ba | 0,89 | 2.68 | 0,881 | 0.9 | 2.02 |
Ra | 0.9 | 2.69 | 0,89 | 0.9 | - |
sc | 1.36 | 3.37 | 1.19 | 1.3 | 2.35 |
Ti | 1.54 | 3.45 | 1.38 | 1.6 | 2.23 |
V | 1.63 | 3.64 | 1.53 | (II) 1,5 (III) 1,7 (V) 2,00 | 2.08 |
Kr | 1.66 | 3.72 | 1.65 | (II) 1,6 (III) 1,8 (V) 2,2 | 2.12 |
Mn | 1.55 | 3.46 | 1.75 | (II) 1,5 (III) 1,8 (IV) 2,0 (VII) 2,3 | 2.2 |
Fe | 1.83 | 4.03 | 1.8 | (II) 1,8 (III) 1,9 | 2.32 |
co | 1.88 | 4.27 | 1.84 | (II) 1,8 (III) 2,0 (IV) 3,1 | 2.34 |
Ni | 1.91 | 4.4 | 1.88 | (II) 1,9 (III) 2,0 (IV) 3.4 | 2.32 |
Cu | 1.9 | 4.48 | 1.85 | (I) 1.8) (II) 2.1 | 2.86 |
Zn | 1.65 | 4.4 | 1.59 | 1.6 | 2.26 |
Y | 1.22 | 3.26 | 1.12 | 1.25 | 2.52 |
Zr | 1.33 | 3.53 | 1.32 | 1.5 | 2.05 |
Nb | 1.6 | 3.84 | 1.41 | (III) 1,6 (V) 1,9 | 2.59 |
Mo | 2.16 | 3.92 | 1.47 | (IV) 1,8 (VI) 2.2 | 2.47 |
Tc | 1.9 | 3.91 | 1.51 | (IV) 1.9 | 2.82 |
Ru | 2.2 | 4.2 | 1.54 | (II) 2,0 (III) 2,0 (IV) 2,1 | 2.68 |
Rh | 2.28 | 4.3 | 1.56 | (II) 2.1 (III) 2.1 | 2.65 |
Pd | 2.2 | 4.45 | 1.58 | (II) 2,2 (III) 2,2 (IV) 2,3 | 2.7 |
Ag | 1.93 | 4.44 | 1.87 | 1.9 | 2.88 |
CD | 1.69 | 4.14 | 1.52 | 1.7 | 2.36 |
HF | 1.3 | 3.5 | 1.16 | 1.4 | 2.01 |
Ta | 1.5 | 4.1 | 1.34 | (III) 1,5 (V) 1,8 | 2.32 |
W | 2.36 | 4.4 | 1.47 | (IV) 1,8 (V) 2,1 | 2.42 |
Újra | 1.9 | 3.97 | 1.6 | (IV) 1.9 | 2.59 |
Os | 2.2 | 4.89 | 1.65 | (II) 2,0 (III) 2,1 (IV) 2,2 | 2.72 |
Ir | 2.2 | 5.34 | 1.68 | (II) 2.1 (III) 2.2 | 2.79 |
Pt | 2.28 | 5.57 | 1.72 | (II) 2,3 (III) 2,3 (IV) 2,4 | 2.98 |
Au | 2.54 | 5.77 | 1.92 | (I) 2,0 (III) 2,4 | 2.81 |
hg | 2 | 4.97 | 1.76 | 1.8 | 2.92 |
B | 2.04 | 4.29 | 2.05 | 1.9 | 3.04 |
Al | 1.61 | 3.21 | 1.613 | 1.5 | 2.52 |
Ga | 1.81 | 3.21 | 1.756 | 1.7 | 2.43 |
Ban ben | 1.78 | 3.09 | 1.656 | 1.8 | 2.29 |
Tl | 1.62 | 3.24 | 1.789 | (I) 1,4 (III) 1,9 | 2.26 |
C | 2.55 | 6.26 | 2.544 | 2.5 | 3.15 |
Si | 1.9 | 4.77 | 1.916 | 1.9 | 2.82 |
Ge | 2.01 | 4.57 | 1.994 | 2 | 2.79 |
sn | 1.96 | 4.23 | 1.824 | (II) 1,8 (IV) 2,0 | 2.68 |
Pb | 2.33 | 3.89 | 1.854 | (II) 1,9 (IV) 2,1 | 2.62 |
N | 3.04 | 7.23 | 3.066 | 3 | 3.56 |
P | 2.19 | 5.62 | 2.253 | 2.1 | 3.16 |
Mint | 2.18 | 5.31 | 2.211 | 2 | 3.15 |
Sb | 2.05 | 4.85 | 1.984 | (III) 1,9 (V) 2,2 | 3.05 |
Kettős | 2.02 | 4.11 | 2.01 | (III) 1,9 (V) 2,2 | - |
O | 3.44 | 7.54 | 3.61 | 3.55 | 3.78 |
S | 2.58 | 6.22 | 2.589 | 2.5 | 3.44 |
Se | 2.55 | 5.89 | 2.424 | 2.4 | 3.37 |
Te | 2.1 | 5.49 | 2.158 | 2.1 | 3.14 |
Po | 2 | 4.91 | 2.19 | 2 | - |
F | 3.98 | 10.41 | 4.193 | négy | négy |
Cl | 3.16 | 8.29 | 2.869 | 3 | 3.56 |
Br | 2.96 | 7.59 | 2.685 | 2.8 | 3.45 |
én | 2.66 | 6.76 | 2.359 | 2.5 | 3.2 |
Nál nél | 2.2 | 5.87 | 2.39 | 2.2 | - |
La | 1.1 | 3.06 | - | 1.2 | 2.49 |
Ce | 1.12 | 3.05 | - | - | 2.61 |
Pr | 1.13 | 3.21 | - | - | 2.24 |
Nd | 1.14 | 3.72 | - | - | 2.11 |
Délután | 1.13 | 2.86 | - | - | - |
sm | 1.17 | 2.9 | - | - | 1.9 |
Eu | 1.2 | 2.89 | - | - | 1.81 |
Gd | 1.2 | 3.14 | - | - | 2.4 |
Tuberkulózis | 1.1 | 3.51 | - | - | 2.29 |
Dy | 1.22 | 3.15 | - | - | 2.07 |
Ho | 1.23 | 3.18 | - | - | 2.12 |
Er | 1.24 | 3.21 | - | - | 2.02 |
Tm | 1.25 | 3.61 | - | - | 2.03 |
Yb | 1.1 | 3.12 | - | - | 1.78 |
Lu | 1.27 | 2.89 | 1.09 | - | 2.68 |
Th | 1.3 | 3.63 | - | (IV) 1.3 | 2.62 |
U | 1.38 | 3.36 | - | (IV) 1,4 (V) 1,6 (VI) 1,8 | 2.45 |
Ő | - | 12.29 | 4.16 | - | - |
Ne | - | 10.78 | 4.787 | - | - |
Ar | - | 7.88 | 3.242 | - | - |
kr | 3.23 | 7 | 2.966 | - | - |
Xe | 3.02 | 6.07 | 2.582 | - | - |
Rn | 2.81 | 5.37 | 2.6 | - | - |
Szigorúan véve egy elemnek nem tulajdonítható állandó elektronegativitás. Egy atom elektronegativitása sok tényezőtől függ, különösen az atom vegyértékállapotától , formális oxidációs állapotától , a vegyület típusától, a koordinációs számtól , az atom környezetét alkotó ligandumok természetétől. molekuláris rendszer és néhány más. Az elektronegativitás jellemzésére az utóbbi időben egyre gyakrabban az úgynevezett orbitális elektronegativitást alkalmazzák, attól függően, hogy a kötés kialakításában részt vevő atomi pálya milyen típusú , illetve elektronpopulációjától, vagyis attól, hogy az atompálya egy meg nem osztott elektronpár foglalja el, egy párosítatlan elektron egyedül népesíti be, vagy üres . Az elektronegativitás értelmezésének és meghatározásának ismert nehézségei ellenére azonban mindig szükséges a kötések természetének kvalitatív leírásához és előrejelzéséhez egy molekuláris rendszerben, beleértve a kötés energiáját, az elektronikus töltéseloszlást és az ionosság fokát ( polaritást ), az erőállandót. stb.
A kvantumkémia , mint a molekuláris képződmények leírásának eszköze gyors fejlődésének időszakában (a XX. század közepe és második fele ) L. Pauling megközelítése gyümölcsözőnek bizonyult, ). A kötés ionosságának mértékét, vagyis annak a szerkezetnek a hozzájárulását, amelyben egy elektronegatívabb atom teljesen „felveszi” vegyértékelektronjait, a teljes rezonancia „képhez” ebben az elméletben a következőképpen definiálható:
ahol a kötőatomok elektronegativitása közötti különbség.
Jelenleg az egyik legfejlettebb megközelítés a Sanderson-megközelítés. Ez a megközelítés azon az elképzelésen alapult, hogy az atomok elektronegativitását kiegyenlítik a köztük lévő kémiai kötés kialakulása során . Számos tanulmány talált összefüggést a Sanderson elektronegativitás és a periódusos rendszer elemeinek túlnyomó többségének szervetlen vegyületek legfontosabb fizikai-kémiai tulajdonságai között . [9] Igen termékenynek bizonyult Sanderson módszerének módosítása is, amely a molekula atomjai közötti elektronegativitás szerves vegyületekre történő újraelosztásán alapul. [10] [11] [12]
Az elektronegativitási skálák közötti kapcsolat részletes kutatása lehetővé tette az atomok elektronegativitásának gyakorlati skála kiválasztásának új megközelítését. Az atomok elektronegativitásának gyakorlati skálája Luo-Benson koncepcióján alapul, az r kovalens sugár fogalmát használva . A fizikai jelentése szerint egy atom χ LB elektronegativitása az atommagtól r távolságra elhelyezkedő vegyértékelektron vonzási energiájával arányos mennyiség:
Ahol m és n az atom vegyértékhéjában lévő p- és s-elektronok száma.
Luo és Benson maguk javasolták a χ LB (az atomok elektronegativitása) értékére a pontosabb " kovalens potenciál " elnevezést. Az elektronegativitás gyakorlati skálájának kidolgozása során Luo és Benson skálája kiegészült a d- és f-elemek elektronegativitásával, amelyeknél a kettővel egyenlő külső elektronok számát bevezették a tervezési vezérlésbe. Az atomok elektronegativitásának értékeit a gyakorlati skálán χ * és kovalens sugarukat r ( Å ) a táblázat tartalmazza:
Az atomok elektronegativitásának értékei a gyakorlati skálán χ* és kovalens sugaraik r, (Å). [13]
|
A táblázatban látható χ* értékek halmaza a gyakorlati elektronegativitási skála egy fontos jellemzőjét mutatja: a hidrogén elektronegativitási értéke ebben a skálában χ*(H)=2,7 egyértelmű határt határoz meg a fémek (M) és a nemfémek között [H ]: χ*(M) < χ*[N]. Ez alól csak az átmeneti fémek (Sn, Bi, Po) jelentenek kivételt , míg más skálákban az elektronegativitás értékek, a hidrogén alacsonyabb elektronegativitása , a fémek mellett a legtöbb nemfém (B, Si, Ge, As, Sb, Te ), a Parr-Pearson skálán pedig még szén, foszfor, kén, szelén, jód is. [13]
A hidrogén speciális helyzete a gyakorlati skálán okot ad arra, hogy a hidrogén elektronegativitását az elemek elektronegativitásának „mérőjének” tekintsük, amely lehetővé teszi az átmenetet egy dimenzió nélküli gyakorlati skálára χ*, amelyet a χ*(X)/ arányban határozunk meg. χ*(Н). [13]
Csoport | IA | II A | III B | IV B | VB | VI B | VII B | VIII B | VIII B | VIII B | IB | II B | III A | IV A | VA | VI A | VII A | VIII A | |
Időszak | |||||||||||||||||||
egy | H2.20 _ |
Ő 4.5 | |||||||||||||||||
2 | Li 0,99 |
Legyen 1,57 |
B 2.04 |
C 2,55 |
N 3,04 |
O 3,44 |
F 3,98 |
Ne 4.4 | |||||||||||
3 | Na 0,98 |
Mg 1,31 |
Al 1,61 |
Si 1,90 |
P2.19 _ |
S2.58_ _ |
Cl 3,16 |
Ar 4.3 | |||||||||||
négy | K 0,82 |
kb 1.00 |
Sc 1.36 |
Ti 1,54 |
V 1.63 |
Cr 1,66 |
Mn 1,55 |
Fe 1,83 |
Co 1,88 |
Ni 1,91 |
Cu 1,90 |
Zn 1,65 |
Ga 1,81 |
Ge 2.01 |
Mint 2.18 |
Lásd 2.55 |
Br2,96 _ |
3,00 kr | |
5 | Rb 0,82 |
Sr 0,95 |
I 1.22 |
1,33 Zr |
Nb 1.6 |
H 2.16 |
Tc 1.9 |
Ru 2.2 |
Rh 2,28 |
Pd 2.20 |
Ag 1,93 |
CD 1.69 |
1.78 -ban |
Sn 1,96 |
Sb 2.05 |
Te 2.1 |
I 2.66 |
Xe 2.60 | |
6 | Cs 0,79 |
Ba 0,89 |
* |
hf 1.3 |
Ta 1.5 |
W 2,36 |
Re 1.9 |
Os 2.2 |
Ir 2,20 |
2.28 _ |
Au 2,54 |
2,00 Hg |
Tl 1,62 |
Pb 2,33 |
Bi 2.02 |
Po 2.0 |
A 2.2 |
Rn 2.2 | |
7 | Fr
0.7 |
Ra 0,9 |
** |
RF |
Db |
Sg |
bh |
hs |
Mt |
Ds |
Rg |
Cn |
Nh |
fl |
Mc |
Lv |
Ts |
Og | |
Lantanidész | * |
La 1.1 |
Ce 1.12 |
Pr 1.13 |
Nd 1,14 |
délután 1.13 |
Sm 1,17 |
EU 1.2 |
Gd 1.2 |
Tb 1.1 |
Dy 1.22 |
Ho 1.23 |
Er 1.24 |
Tm 1,25 |
Yb 1.1 |
Lu 1.27 | |||
aktinidák | ** |
AC 1.1 |
Th 1.3 |
Pa 1.5 |
U 1.38 |
Np 1,36 |
Pu 1,28 |
1.13 _ |
cm 1,28 |
Bk 1.3 |
Vö. 1.3 |
Es 1.3 |
fm 1.3 |
Md 1,3 |
nem 1.3 |
1,291 Lr | |||
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
Szerkezeti kémia | |
---|---|
kémiai kötés | |
Struktúra megjelenítése | |
Elektronikus tulajdonságok | |
Sztereokémia |
Periódusos táblázat | |
---|---|
Formátumok |
|
A tételek listája szerint | |
Csoportok | |
Időszakok | |
A kémiai elemek családjai |
|
Periódusos táblázat blokk | |
Egyéb | |
|