Gli atomi nelle molecole sono tenuti insieme condividendo gli elettroni. Una coppia di elettroni condivisa è chiamata legame chimico. Tuttavia, non tutti gli atomi condividono gli elettroni allo stesso modo. Alcuni di loro sono più egoisti di altri. L'elettronegatività è una misura della capacità di un atomo di attrarre a sé una coppia di elettroni condivisi. La differenza di elettronegatività tra due elementi determina in che misura gli elettroni che condividono sono condivisi in modo non equo. Il modo in cui gli elettroni sono condivisi aiuta a determinare molte delle proprietà importanti della molecola come la solubilità.
Definizione
L'elettronegatività è definita semplicemente come la forza di trazione di un elemento sugli elettroni che condivide in un legame . Quando due atomi condividono gli elettroni, esiste qualcosa come un tiro alla fune tra di loro. Gli elettroni trascorreranno più tempo intorno all'elemento più elettronegativo, e maggiore è la differenza di elettronegatività, più sarà impari la condivisione. Se i due elementi hanno elettronegatività simili, condivideranno gli elettroni in modo più o meno uguale.
Misurazione dell'elettronegatività
I chimici hanno cercato di inventare vari modi per misurare l'elettronegatività attraverso gli anni. Le due scale più popolari sono quelle ideate dai chimici Robert Mulliken e Linus Pauling. Nella scala Mulliken, l'elettronegatività è la media della quantità di energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo e la quantità di energia rilasciata quando l'atomo guadagna un elettrone - l'energia di ionizzazione e l'affinità elettronica. La scala di Pauling è più complicata e si basa sulla quantità di energia necessaria per rompere un legame tra due elementi. Le due scale danno numeri diversi per ogni elemento, ma i risultati variano in base alla tabella periodica sostanzialmente nello stesso modo, quindi sono più o meno intercambiabili. Entrambe le scale sono senza unità, quindi ad ogni elemento viene assegnato un numero per indicare quanto è elettronegativo rispetto ad altri elementi. Numeri più alti significano aumento dell'elettronegatività in entrambe le scale.
Variazione nella tabella
Mentre vai su o sulla tavola periodica o verso destra, l'elettronegatività tende ad aumentare. Il cloro, per esempio, è più elettronegativo del bromo, che è più elettronegativo dello iodio. L'ossigeno è più elettronegativo dell'azoto, che è più elettronegativo del carbonio. Il fluoro è l'elemento più elettronegativo, con l'ossigeno che segue in seconda posizione. Il carbonio e l'idrogeno hanno elettronegatività simili, quindi tendono a condividere gli elettroni più o meno allo stesso modo.
Legami ionici
È possibile utilizzare le differenze di elettronegatività per classificare i legami in diverse categorie. Se un elemento è molto più elettronegativo dell'altro, manterrà gli elettroni, anziché condividerli, quindi avrà una carica negativa mentre il suo partner ha una carica positiva. L'attrazione tra le cariche opposte li terrà uniti. Questo tipo di legame è chiamato legame ionico ed è abbastanza comune quando elementi come il sodio nella colonna di estrema sinistra della tavola periodica reagiscono con elementi come il cloro all'estrema destra. Il sodio, per esempio, ha un'elettronegatività di 0,9 sulla scala di Pauling, mentre il cloro ha un'elettronegatività di 3,2. Come regola generale, i legami in cui la differenza di elettronegatività è maggiore di due sono ionici.
Covalent Bonds
Nei casi in cui un elemento è un po 'più elettronegativo dell'altro, gli elettroni saranno condiviso, ma condiviso in modo diseguale e passerà più tempo intorno all'atomo più elettronegativo. Il legame ossigeno-idrogeno nell'acqua e il legame ossigeno-carbonio nel biossido di carbonio sono esempi comuni. L'ossigeno ha un'elettronegatività di 3,4 sulla scala di Pauling rispetto a 2,6 per il carbonio e 2,2 per l'idrogeno, quindi è significativamente più elettronegativo. Questo tipo di legame è chiamato legame covalente polare. Infine, se due elementi hanno elettronegatività simili, condivideranno gli elettroni in una partnership chiamata legame covalente non polare. Il legame di carbonio e idrogeno è l'esempio più comune. Come regola generale, i legami covalenti polari presentano differenze di elettronegatività nell'intervallo da 0,3 a 2. Maggiore è la differenza di elettronegatività, maggiore è il legame polare. Questa è solo una regola empirica, tuttavia, e ci sono delle eccezioni.
Proprietà molecolari
Alcune delle proprietà importanti di una molecola, come la solubilità, sono correlate a quanto è polare - in altre parole, in che modo gli elettroni sono in modo ineguale nella molecola. Una regola empirica generale per la solubilità è che come il dissolve come, il che significa che i solventi altamente polari sono bravi a dissolvere molecole altamente polari mentre i solventi non polari sono bravi a sciogliere le molecole non polari.
