In der Chemie ist Elektronegativität ein Maß für den Grad, in dem ein Atom Elektronen in einer Bindung anzieht. Atome mit hoher Elektronegativität ziehen Elektronen stark an, während Atome mit niedriger Elektronegativität Elektronen schwach anziehen. Elektronegativitätswerte werden verwendet, um das Verhalten verschiedener Atome bei Bindung aneinander vorherzusagen, was sie zu einer wichtigen Fertigkeit in der grundlegenden Chemie macht.
Schritt
Methode 1 von 3: Grundlagen der Elektronegativität
Schritt 1. Verstehen Sie, dass chemische Bindungen entstehen, wenn Atome Elektronen teilen
Um die Elektronegativität zu verstehen, ist es wichtig, zuerst die Bedeutung der Bindung zu verstehen. Zwei beliebige Atome in einem Molekül, die in einem Moleküldiagramm miteinander verbunden sind, haben Bindungen. Im Grunde bedeutet dies, dass sich die beiden Atome einen Zwei-Elektronen-Pool teilen – jedes Atom trägt ein Atom zur Bindung bei.
Die genauen Gründe, warum Atome Elektronen und Bindungen teilen, würden den Rahmen dieses Artikels sprengen. Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie die folgenden Artikel über Bonding-Grundlagen oder andere Artikel
Schritt 2. Verstehen Sie, wie sich die Elektronegativität auf die Elektronen in einer Bindung auswirkt
Wenn beide Atome einen Pool von zwei Elektronen in einer Bindung haben, teilen sich die Atome nicht immer gerecht. Wenn ein Atom eine höhere Elektronegativität hat als das Atom, an das es gebunden ist, zieht es die beiden Elektronen in der Bindung näher an sich heran. Atome mit hoher Elektronegativität können Elektronen an die Seite der Bindung ziehen und sie mit allen anderen Atomen teilen.
Im NaCl-Molekül (Natriumchlorid) hat beispielsweise das Chloridatom eine ziemlich hohe Elektronegativität und Natrium hat eine ziemlich niedrige Elektronegativität. Dadurch werden die Elektronen angezogen in der Nähe von Chlorid und bleib weg von natrium.
Schritt 3. Verwenden Sie die Elektronegativitätstabelle als Referenz
Die Elektronegativitätstabelle der Elemente hat die Elemente genau wie im Periodensystem angeordnet, außer dass jedes Atom mit seiner eigenen Elektronegativität gekennzeichnet ist. Diese Tabellen sind in einer Vielzahl von Chemielehrbüchern und technischen Artikeln sowie online zu finden.
Dies ist ein Link zu einer sehr guten Elektronegativitätstabelle. Beachten Sie, dass diese Tabelle die am häufigsten verwendete Pauling-Elektronegativitätsskala verwendet. Es gibt jedoch andere Möglichkeiten, die Elektronegativität zu messen, von denen eine unten gezeigt wird
Schritt 4. Berücksichtigen Sie die Elektronegativitätstendenzen für eine einfache Abschätzung
Wenn Sie noch keine praktische Elektronegativitätstabelle haben, können Sie die Elektronegativität eines Atoms immer noch anhand seiner Position im regulären Periodensystem abschätzen. Generell:
- Die Elektronegativität des Atoms steigt hoch je mehr du dich bewegst rechts im Periodensystem.
- Die Elektronegativität des Atoms steigt hoch je mehr du dich bewegst Fahrt im Periodensystem.
- Somit haben die Atome rechts oben die höchste Elektronegativität und die Atome links unten die niedrigsten Elektronegativitäten.
- Im obigen NaCl-Beispiel können Sie beispielsweise erkennen, dass Chlor eine höhere Elektronegativität als Natrium hat, da sich das Chlor fast rechts oben befindet. Auf der anderen Seite befindet sich Natrium weit links und ist damit eine der niedrigsten atomaren Ebenen.
Methode 2 von 3: Auffinden von Bindungen durch Elektronegativität
Schritt 1. Finden Sie den Unterschied in der Elektronegativität zwischen den beiden Atomen
Wenn zwei Atome gebunden sind, kann der Unterschied zwischen den Elektronegativitäten der beiden Aufschluss über die Qualität der Bindung zwischen ihnen geben. Ziehen Sie die kleinere Elektronegativität von der größeren ab, um die Differenz zu finden.
Betrachten wir zum Beispiel das HF-Molekül, ziehen wir die Elektronegativität von Wasserstoff (2, 1) von Fluor (4, 0) ab. 4, 0 – 2, 1 = 1, 9
Schritt 2. Wenn die Differenz unter 0,5 liegt, ist die Bindung unpolar kovalent
In dieser Bindung werden die Elektronen gerecht verteilt. Diese Bindung bildet kein Molekül mit einem großen Ladungsunterschied zwischen den beiden Atomen. Unpolare Bindungen sind in der Regel sehr schwer zu brechen.
Zum Beispiel das O.-Molekül2 haben diese Art von Bindung. Da beide Sauerstoffe die gleiche Elektronegativität haben, beträgt die Differenz zwischen ihren Elektronegativitäten 0.
Schritt 3. Wenn der Unterschied zwischen 0,5-1, 6 liegt, ist die Bindung polar kovalent
Diese Bindung hat mehr Elektronen in einem Atom. Dadurch wird das Molekül am Ende des Atoms mit mehr Elektronen etwas negativer und am Ende des Atoms mit weniger Elektronen etwas positiver. Das Ladungsungleichgewicht in diesen Bindungen ermöglicht es Molekülen, an bestimmten speziellen Reaktionen teilzunehmen.
Ein gutes Beispiel für diese Bindung ist das H.-Molekül2O (Wasser). O ist elektronegativer als die beiden Hs, daher hat O mehr Elektronen und macht das gesamte Molekül am O-Ende teilweise negativ und am H-Ende teilweise positiv.
Schritt 4. Wenn die Differenz mehr als 2,0 beträgt, ist die Bindung ionisch
Bei dieser Bindung befinden sich alle Elektronen an einem Ende der Bindung. Das elektronegativere Atom wird negativ geladen und das weniger elektronegative Atom wird positiv geladen. Solche Bindungen ermöglichen es den Atomen, gut mit anderen Atomen zu reagieren und sogar durch polare Atome getrennt zu werden.
Ein Beispiel für diese Bindung ist NaCl (Natriumchlorid). Chlor ist so elektronegativ, dass es beide Elektronen in der Bindung zu sich selbst anzieht und Natrium mit einer positiven Ladung zurücklässt
Schritt 5. Wenn der Unterschied zwischen 1,6-2, 0 liegt, finden Sie das Metall
Wenn Es gibt Metall in der Bindung, die Bindung ist ionisch. Wenn nur Nichtmetalle vorhanden sind, ist die Bindung polare kovalente
- Metalle umfassen die meisten Atome links und in der Mitte des Periodensystems. Diese Seite enthält eine Tabelle mit den Elementen, bei denen es sich um Metalle handelt.
- Unser HF-Beispiel von oben ist in dieser Krawatte enthalten. Da H und F keine Metalle sind, haben sie Bindungen polare kovalente.
Methode 3 von 3: Ermittlung der Mulliken-Elektronegativität
Schritt 1. Finden Sie die erste Ionisationsenergie Ihres Atoms
Die Elektronegativität von Mulliken unterscheidet sich geringfügig von der Methode zur Messung der Elektronegativität, die in der obigen Tabelle von Pauling verwendet wird. Um die Mulliken-Elektronegativität für ein gegebenes Atom zu ermitteln, ermitteln Sie die erste Ionisierungsenergie des Atoms. Dies ist die Energie, die erforderlich ist, damit ein Atom ein einzelnes Elektron abgibt.
- Dies ist etwas, wonach Sie möglicherweise in Referenzmaterialien für die Chemie suchen müssen. Diese Site hat eine gute Tabelle, die Sie vielleicht verwenden möchten (scrollen Sie nach unten, um sie zu finden).
- Nehmen wir zum Beispiel an, wir suchen nach der Elektronegativität von Lithium (Li). In der Tabelle auf der obigen Seite können wir sehen, dass die erste Ionisierungsenergie 520 kJ/mol.
Schritt 2. Finden Sie die Elektronenaffinität des Atoms
Affinität ist ein Maß für die Energie, die erhalten wird, wenn ein Elektron zu einem Atom hinzugefügt wird, um ein negatives Ion zu bilden. Auch dies ist etwas, wonach Sie in Referenzmaterialien suchen sollten. Diese Website enthält Ressourcen, die Sie möglicherweise nachschlagen möchten.
Die Elektronenaffinität von Lithium ist 60 KJ mol-1.
Schritt 3. Lösen Sie die Mulliken-Elektronegativitätsgleichung
Wenn Sie kJ/mol als Einheit für Ihre Energie verwenden, lautet die Gleichung für die Mulliken-Elektronegativität DEMulliken = (1, 97×10−3)(Eich+Eea) + 0, 19. Setze deine Werte in die Gleichung ein und löse nach ENMulliken.
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In unserem Beispiel lösen wir es so:
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- DEMulliken = (1, 97×10−3)(Eich+Eea) + 0, 19
- DEMulliken = (1, 97×10−3)(520 + 60) + 0, 19
- DEMulliken = 1, 143 + 0, 19 = 1, 333
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Tipps
- Neben den Pauling- und Mulliken-Skalen umfassen andere Elektronegativitätsskalen die Allred-Rochow-Skala, die Sanderson-Skala und die Allen-Skala. Alle diese Skalen haben ihre eigenen Gleichungen zur Berechnung der Elektronegativität (einige dieser Gleichungen können ziemlich kompliziert werden).
- Elektronegativität hat keine Einheiten.
