Elektronegatiivisuus
Wikipedia
Elektronegatiivisuus on suhteellinen mitta, joka kuvaa sitä, miten voimakkaasti atomi vetää puoleensa yhteisiä sidoselektroneja molekyylissä. Esimerkiksi happiatomin elektronegatiivisuus on suurempi kuin vetyatomin, joten vesimolekyylissä suurempi osuus happi-vetysidosten elektronitiheydestä on happea lähellä. Mitä suurempi on sidoksen muodostavien atomien elektronegatiivisuuksien ero, sitä polaarisempi sidos on.
Useimmiten elektronegatiivisuuden mittaamiseen käytetään Linus Paulingin vuonna 1932 esittelemää asteikkoa. Muita asteikkoja ovat Mullikenin asteikko (1934), Allredin–Rochowin asteikko ja Allenin asteikko.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Paulingin asteikko
Pauling antoi elektronegatiivisimmalle alkuaineelle fluorille arvon 4,0. Vähiten elektronegatiivisen alkuaineen frankiumin arvo on 0,7. Jaksollisen järjestelmän jakson 2 alkuaineiden elektronegatiivisuudet ovat yhden desimaalin tarkkuudella 0,5:n päässä toisistaan:
[muokkaa] Mullikenin asteikko
Mullikenin asteikossa elektronegatiivisuusarvot saadaan ionisoitumispotentiaalin ja elektroniaffiniteetin keskiarvosta. Mullikenin arvot esitetään suoraan energian yksiköissä, tavallisesti elektronivoltteina (eV).
[muokkaa] Elektronegatiivisuus ja sidokset
Alkuaineet, joiden elektronegatiivisuusero on pieni (Paulingin asteikossa alle 0,4), muodostavat suhteellisen poolittomia kovalenttisia sidoksia. Jos elektronegatiivisuusero on välillä 0,4–2,0, sidokset ovat polaarisia ja kovalenttisia. Jos ero on suurempi kuin 2,0, alkuaineiden välille muodostuvilla sidoksilla on paljon ionista luonnetta.
[muokkaa] Säännönmukaisuudet elektronegatiivisuudessa
Elektronegatiivisuudet kasvavat, kun liikutaan vasemmalta oikealle jaksollisen järjestelmän pääryhmissä (ryhmät 1–2 ja 13–17). Kasvu johtuu siitä, että atomin ytimen varauksen suurentuessa ydin vetää elektroneja enemmän puoleensa. Samalla siis kasvaa myös ensimmäinen ionisoitumisenergia.
Elektronegatiivisuudet pienenevät, kun liikutaan pääryhmissä ylhäältä alas. Tässä suunnassa atomin elektronikuorien määrä lisääntyy eikä ydin vedä elektroneja yhtä tiukasti puoleensa.
Elektronegatiivisuus siis suurenee kuljettaessa vasemmasta alakulmasta oikeaan yläkulmaan.
→ elektronegatiivisuus kasvaa → atomisäde pienenee → ionisoitumisenergia kasvaa → | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ryhmä | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
jakso | |||||||||||||||||||
1 | H 2,1 |
He |
|||||||||||||||||
2 | Li 1,0 |
Be 1,5 |
B 2,0 |
C 2,5 |
N 3,0 |
O 3,5 |
F 4,0 |
Ne |
|||||||||||
3 | Na 0,9 |
Mg 1,2 |
Al 1,5 |
Si 1,8 |
P 2,1 |
S 2,5 |
Cl 3,0 |
Ar |
|||||||||||
4 | K 0,8 |
Ca 1,0 |
Sc 1,3 |
Ti 1,5 |
V 1,6 |
Cr 1,6 |
Mn 1,5 |
Fe 1,8 |
Co 1,9 |
Ni 1,8 |
Cu 1,9 |
Zn 1,6 |
Ga 1,6 |
Ge 1,8 |
As 2,0 |
Se 2,4 |
Br 2,8 |
Kr |
|
5 | Rb 0,8 |
Sr 1,0 |
Y 1,2 |
Zr 1,4 |
Nb 1,6 |
Mo 1,8 |
Tc 1,9 |
Ru 2,2 |
Rh 2,2 |
Pd 2,2 |
Ag 1,9 |
Cd 1,7 |
In 1,7 |
Sn 1,8 |
Sb 1,9 |
Te 2,1 |
I 2,5 |
Xe |
|
6 | Cs 0,7 |
Ba 0,9 |
Lu |
Hf 1,3 |
Ta 1,5 |
W 1,7 |
Re 1,9 |
Os 2,2 |
Ir 2,2 |
Pt 2,2 |
Au 2,4 |
Hg 1,9 |
Tl 1,8 |
Pb 1,9 |
Bi 1,9 |
Po 2,0 |
At 2,2 |
Rn |
|
7 | Fr 0,7 |
Ra 0,9 |
Lr |
Rf |
Db |
Sg |
Bh |
Hs |
Mt |
Ds |
Rg |
Uub |
Uut |
Uuq |
Uup |
Uuh |
|||
[muokkaa] Elektronegatiivisuuden syyt
Helppo selitys: Taulukosta huomataan, että jalokaasuilla ei ole merkittynä elektronegatiivisuuksia. Jalokaasuilla on uloin elektronikuori täynnä, ja kun elektronikuori on täynnä, se on mahdollisimman pallonmuotoinen. Tämä "elektkronien verho" peittää näin täysin ytimen positiivisen varauksen ja atomi ei siten houkuttele elektroneja lainkaan.
Vaikea selitys: Alkuaineiden erilaisten elektronegatiivisuuksien ajatellaan nykyään johtuvan atomiytimen ja atomiorbitaalien välisistä suhteista, mikä kuuluu kvanttimekaniikan alaan. Elektronegatiivisemmalla atomilla on uloimman elektronikuoren rakenne sellainen, että kun se saa elektronin, sen atomiorbitaalien muoto lähestyy pallon muotoa, ja se on síten "elektronitiheämpi", kuin jos vähemmän elektronegatiivinen atomi saa elektronin. Elektropositiivisuus (vastakohtana tälle) on vanhentunut ja huono termi, jota ei nykyään tässä yhteydessä käytetä. Asiaa voidaan käsitellä myös sähkömekaniikan ja fysiikan termein, kuten Mullikenin asteikkossa on osittain tehty.
Vaikein selitys: ks. kvanttifysiikka, perusvuorovaikutukset