Det Pauling skala er en vilkårlig skala, der bruges i kemi til at udtrykke elektronegativitet af elementerne. Dette defineres som tendensen for et bestemt atom til at tiltrække elektroner, når det kombineres med et andet atom.
I denne forstand har elementer med høj elektronegativitet tendens til let at få elektroner. Dette er ikke-metaller, mens det for deres del er mindre elektronegative elementer som metaller, det er lettere at opgive elektroner.
Derfor ved man at kende elektronegativiteten for et element, har man en idé om, hvilken type binding det er i stand til at danne, når det kombineres med et andet. Vi vil se dette med et numerisk eksempel senere..
Med denne information kan mange af de egenskaber, som en forbindelse vil have, forudsiges, noget meget nyttigt i eksperimentel kemi og til materialevidenskab, hvor nye forbindelser konstant oprettes..
Det er imidlertid bekvemt at præcisere, at der på trods af hvor vigtigt det er, ikke er nogen enkelt måde at bestemme elektronegativitet på; Pauling-skalaen er kun en af de forskellige måder, der foreslås for at finde den, selvom den er en af de mest anvendte.
Faktisk er Paulings en vilkårlig skala, hvor en numerisk værdi tildeles hvert element i det periodiske system, hvilket afspejler dets elektronegativitet. Vi ser det i figur 1, hvor vi har elektronegativiteten for hvert element, som tildelt af den to gange nobelpristageren Linus Pauling (1901-1994) omkring 1939.
Artikelindeks
Pauling fandt sammen med Don M. Yost elektronegativitetsværdierne empirisk gennem eksperimentelle data opnået ved måling af bindingsenergier..
Pauling tildelte elementet fluor - over og til højre for tabellen i figur 1 - den højeste elektronegativitet med tallet 4.0. Så når fluor danner bindinger, udviser det den største tendens til at tiltrække elektroner af alle grundstoffer..
Andet er ilt med 3,5 og tredje er kvælstof med 3,0. Begge er placeret øverst og til højre for bordet.
På den anden side, modsat den yderste, er det mindst elektronegative element cæsium, hvis symbol er Cs, placeret til venstre for bordet, hvortil Pauling tildelte tallet 0,7.
Generelt og som det kan ses i figur 1, stiger elektronegativitet - og ioniseringsenergi - fra venstre til højre i det periodiske system. Den generelle tendens indikerer også et fald, når man bevæger sig fra top til bund.
Derfor vil vi have de mest elektronegative elementer i øverste højre hjørne af tabellen: fluor, ilt, klor, nitrogen. Den mindst elektronegative - eller den mest elektropositive, hvis du foretrækker det - findes til venstre: lithium, natrium, kalium og de andre elementer i gruppe 1 - kolonnen yderst til venstre svarende til jord- og jordalkalimetaller.-.
I hver søjle falder elektronegativiteten, efterhånden som elementets atomnummer stiger, bortset fra overgangsmetallerne i midten, som ikke følger denne tendens..
Et vigtigt punkt at bemærke er, at elektronegativitet er relativ, det er ikke en ufravigelig egenskab for hvert element, og det måles kun i forhold til det for andre elementer. Det afhænger meget af oxidationstilstanden, så det samme element kan udvise forskellige elektronegativiteter afhængigt af typen af forbindelse, det danner..
I kemi er en binding den måde, at atomer, de samme eller forskellige, forbinder sammen for at danne molekyler. Mellem atomerne vises kræfter, der holder dem sammen på en stabil måde.
Der er flere typer link, men her betragtes to:
-Kovalent, hvor atomer med lignende elektronegativiteter deler et par elektroner.
-Ionisk, hyppigt mellem atomer med forskellige elektronegativiteter, hvor elektrostatisk tiltrækning hersker.
Antag at to grundstoffer A og B kan danne molekyler med hinanden, betegnet AA og BB. Og at de også er i stand til at slutte sig til en AB-forbindelse, gennem en eller anden form for binding.
Takket være deltagelsen af intermolekylære kræfter er der energi i båndet. For eksempel er energien i binding AA EAA, i obligation BB er det EBB og endelig i forbindelse AB er det E.AB.
Hvis molekylet AB blev dannet af en kovalent binding, er bindingsenergien teoretisk gennemsnittet af energierne E.AA og EBB:
OGAB = ½ (EAA + OGBB)
Pauling beregnet EAB for forskellige forbindelser målte han det eksperimentelt og bestemte forskellen mellem begge værdier, som han kaldte Δ:
Δ = | (EAB) målt - (EAB) teoretisk | = | (EAB) målt - ½ (EAA + OGBB) |
Pauling begrundede sådan: hvis Δ er meget tæt på 0, betyder det, at begge elementers elektronegativiteter er ens, og bindingen, der forbinder dem, er kovalent. Men hvis Δ ikke er lille, er båndet mellem A og B ikke ren kovalent.
Jo større den absolutte værdi af Δ, jo større er forskellen mellem elektronegativiteten af elementerne A og B, og derfor vil bindingen, der forbinder dem, være af den ioniske type. Senere finder læseren et eksempel, hvor det ved beregning af A er muligt at bestemme typen af binding af en forbindelse.
Antages det, at forskellen i energier er signalet, der adskiller båndets natur, udførte Pauling mange eksperimenter, der førte ham til at skabe et empirisk udtryk for de relative elektronegativiteter af to grundstoffer A og B, der danner et molekyle..
Ved at betegne denne elektronegativitet som χ (græsk bogstav "chi") definerede Pauling Δ som følger:
Fto· Δ = [χ (A) - χ (B)]to
χ (A) - χ (B) = f√Δ = 0,102√Δ
Bemærk, at Δ er en positiv størrelse. Faktoren f = 0,102, der vises ved at multiplicere kvadratroden af Δ, er konverteringsfaktoren mellem kJ (kilojoule) og eV (elektronvolt), begge energienheder.
Hvis der i stedet anvendes kilokalorier og elektronvolt, udtrykkes forskellen i elektronegativiteter med en lignende formel, men med f = 0,208:
χ (A) - χ (B) = 0,208√Δ
Pauling begyndte med at tildele brint en værdi på 2,1, en tidligere værdi opnået af kemiker Robert Mulliken. Han valgte dette element som udgangspunkt, fordi det danner kovalente bindinger med mange andre..
Ved hjælp af ovenstående ligning fortsatte han med at tildele relative værdier til resten af elementerne. Han indså således, at elektronegativiteten stiger, når man bevæger sig fra venstre til højre og fra top til bund i det periodiske system, som beskrevet i det foregående afsnit..
Nedenfor er en liste over elementer: N, J, Y og M og deres respektive elektronegativiteter Χ ifølge Pauling-skalaen:
-N: Χ = 4.0
-J: Χ = 1,5
-Y: Χ = 0,9
-M: Χ = 1,6
Blandt de følgende forbindelser dannet med dem:
YJ, YN, MN og JM
Angiv den med den højeste ioniske karakter og den, hvis natur er kovalent. Årsag til dit svar.
Ifølge de kriterier, der er fastlagt af Pauling, vil forbindelsen med den største ioniske karakter være den med den største forskel mellem elektronegativiteter og derfor en større værdi af Δ. Forbindelsen med den mindste energiforskel er på sin side den med en kovalent binding.
Derefter beregner vi, hvor meget Δ er værd for hver forbindelse som følger:
Δ = [χ (Y) - χ (J)]to = (0,9 - 1,5)to = 0,36
Δ = [χ (Y) - χ (N)]to = (0,9 - 4,0)to = 9,61
Δ = [χ (M) - χ (N)]to = (1,6 - 4,0)to = 5,76
Δ = [χ (J) - χ (M)]to = (1,5 - 1,6)to = 0,01
Fra de tidligere resultater følger det, at den ioniske forbindelse er YN, hvis Δ = 9,61, mens den kovalente forbindelse er JM, med Δ = 0,01.
Endnu ingen kommentarer