Elektronegativität

Elektronegativität, Symbol χ, ist eine chemische Eigenschaft, die angibt, wie gut ein Atom Elektronen zu sich selbst anziehen kann. Die Elektronegativität eines Atoms wird durch die Ordnungszahl des Atoms und den Abstand zwischen den Valenzelektronen des Atoms (den äußersten Elektronen, die an der chemischen Bindung teilnehmen) und seinem Kern beeinflusst. Sie wurde erstmals 1932 von Linus Pauling als Teil seiner Valenzbindungstheorie theoretisiert und steht in Zusammenhang mit anderen chemischen Eigenschaften. Im Allgemeinen nimmt die Elektronegativität von links unten nach rechts oben im Periodensystem zu; dies wird als periodischer Trend bezeichnet.

Es gibt viele Möglichkeiten, die Elektronegativität eines Atoms zu berechnen. Die gebräuchlichste Art der Berechnung ist die von Linus Pauling vorgeschlagene, und sie gibt die relative Pauling-Skala an. Diese Skala gibt den Elementen dimensionslose Mengen (Werte) zwischen 0,7 und 3,98, wobei Wasserstoff bei 2,20 liegt.

Das Gegenteil der Elektronegativität ist die Elektropositivität; das Maß dafür, wie gut ein Atom Elektronen abgibt.

Wege zur Berechnung der Elektronegativität

Pauling-Elektronegativität

Pauling schlug 1932 die Idee der Elektronegativität vor, um zu erklären, warum die Stärke einer kovalenten Bindung zwischen zwei verschiedenen Atomen (A-B) stärker ist als der Durchschnitt der Stärken der kovalenten Bindungen A-A und B-B. Seine Valenzbindungstheorie besagt, dass diese stärkere Bindung zwischen verschiedenen Atomen durch die ionischen Effekte auf die Bindung verursacht wird.

Der Unterschied zwischen der Elektronegativität von Atom A und Atom B ist

χ A - χ B = ( e V ) - 1 / 2 E d ( A B ) - [ E d ( A A A ) + E d ( B B B ) ] / 2 {\\displaystyle \chi _{\rm {A}}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}}({\rm {AA}}})+E_{\rm {d}}}({\rm {BB}})]/2}}} $\chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}$

wobei die Dissoziationsenergien (d.h. die Energie, die benötigt wird, um die Bindung zwischen den Atomen aufzubrechen), _Ed, von A-B-, A-A- und B-B-Bindungen in Elektronenvolt angegeben werden, und der Faktor (eV)^-½ hinzugefügt wird, um sicherzustellen, dass die endgültige Antwort keine Einheit hat. Mit der obigen Formel können wir den Unterschied in der Elekronegativität zwischen Wasserstoff und Brom auf 0,73 berechnen. (Dissoziationsenergien: H-Br, 3,79 eV; H-H, 4,52 eV; Br-Br, 2,00 eV)

Die obige Gleichung berechnet nur die Differenz der Elektronegativität zwischen zwei Elementen. Um aus der Gleichung eine Skala zu erstellen, muss ein Bezugspunkt gewählt werden. Wasserstoff wurde als Referenzpunkt gewählt, weil er sich mit vielen Elementen kovalent verbindet. Die Elektronegativität von Wasserstoff wurde zunächst auf 2,1 festgelegt, später jedoch auf 2,20 geändert. Eine weitere Sache, die bekannt sein muss, um eine Elektronegativitätsskala zu erstellen, ist, welches Element elektronegativer ist als der Referenzpunkt, der Wasserstoff ist. Dies geschieht oft mit der so genannten "chemischen Intuition": Im obigen Beispiel löst sich Bromwasserstoff (H-Br) in Wasser und zerfällt in H+-Kation und Br--Anion. Es kann also davon ausgegangen werden, dass Brom elektronegativer ist als Wasserstoff.

Um die Pauling-Elektronegativität für ein Element zu berechnen, werden die Daten über die Dissoziationsenergien von mindestens zwei Arten kovalenter Bindungen benötigt, die von dem Element erzeugt werden. 1961 verbesserte A. L. Allred die ursprünglichen Daten von Pauling, um die thermodynamischen Daten einzubeziehen, die viel besser verfügbar sind. Diese "überarbeiteten Pauling"-Elektronegativitätswerte werden öfter verwendet.

Elektropositivität

Elektropositivität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Elements, Elektronen zu spenden und positive Ionen zu bilden.

Hauptsächlich ist dies eine Eigenschaft von Metallen. Die Alkalimetalle haben ein einzelnes Elektron in ihrer äußeren Schale und es geht leicht verloren. Diese Metalle haben niedrige Ionisierungsenergien.

Fragen und Antworten

F: Was ist Elektronegativität?

A: Die Elektronegativität ist eine chemische Eigenschaft, die angibt, wie gut ein Atom Elektronen an sich binden kann.

Q: Was beeinflusst die Elektronegativität eines Atoms?

A: Die Elektronegativität eines Atoms wird durch seine Ordnungszahl und den Abstand zwischen seinen Valenzelektronen und seinem Kern beeinflusst.

F: Wer hat das Konzept der Elektronegativität zuerst theoretisiert?

A: Das Konzept der Elektronegativität wurde erstmals von Linus Pauling im Jahr 1932 im Rahmen seiner Theorie der Valenzbindung theoretisiert.

Q: Was ist der periodische Trend der Elektronegativität?

A: Die Tendenz der Elektronegativität im Periodensystem ist, dass sie im Allgemeinen von unten links nach oben rechts im Periodensystem zunimmt.

Q: Wie wird die Elektronegativität berechnet?

A: Es gibt viele Möglichkeiten, die Elektronegativität eines Atoms zu berechnen, aber die gebräuchlichste Methode ist die von Linus Pauling vorgeschlagene, die die relative Pauling-Skala ergibt.

F: Wie groß ist der Wertebereich der relativen Pauling-Skala?

A: Die relative Pauling-Skala gibt den Elementen dimensionslose Größen (Werte) zwischen 0,7 und 3,98, wobei Wasserstoff bei 2,20 liegt.

Q: Was ist das Gegenteil von Elektronegativität?

A: Das Gegenteil von Elektronegativität ist die Elektropositivität, die angibt, wie gut ein Atom Elektronen abgibt.