Elektronegativitní kalkulátor - Okamžité hodnoty Paulingovy stupnice

Kalkulačka elektronegativity

Kalkulačka elektronegativity vyhledává hodnotu elektronegativity chemického prvku podle Paulingovy stupnice. Elektronegativita vyjadřuje, jak silně atom při vytváření vazby s jiným atomem přitahuje sdílené elektrony k sobě. Tento nástroj zahrnuje všech 118 prvků: zadejte název nebo značku a zobrazí se značka, název a hodnota prvku podle Paulingovy stupnice na jednoduché vizuální stupnici.

Co je elektronegativita?

Když dva atomy vytvoří vazbu, sdílejí pár elektronů. Elektronegativita popisuje, jak nerovnoměrně je tento pár sdílen. Atom s vysokou elektronegativitou přitahuje sdílené elektrony blíže k sobě. Atom s nízkou elektronegativitou je drží volněji.

Toto nerovnoměrné sdílení se nazývá polarita vazby. Ovlivňuje několik vlastností:

• Síla a délka vazby
• Polarita molekuly — zda se látka rozpouští ve vodě, nebo v oleji
• Reaktivita — které reakce pravděpodobně proběhnou
• Fyzikální vlastnosti — teplota varu, teplota tání, rozpustnost

Paulingova stupnice

Nejběžnější stupnici elektronegativity vytvořil chemik Linus Pauling v roce 1932. Pohybuje se přibližně od 0,7 do 4,0. V datech tohoto nástroje má nejvyšší hodnotu fluor, 3,98, a nejnižší francium, 0,70.

Pauling vypočítal stupnici z naměřených energií vazeb, nikoli z přímého fyzikálního měření. Původní rovnice je:

$\chi_A - \chi_B = 0.102\sqrt{E_{AB} - \frac{E_{AA} + E_{BB}}{2}}$

Zde $\chi_A$ a $\chi_B$ označují elektronegativitu atomů A a B, $E_{AB}$ je energie vazby A–B (v kJ/mol) a $E_{AA}$ a $E_{BB}$ jsou energie vazeb A–A a B–B. Myšlenka je následující: pokud je vazba A–B silnější než průměr vazeb A–A a B–B, pochází tato dodatečná pevnost z nerovnoměrného sdílení elektronů a její velikost ukazuje, jak velký je rozdíl elektronegativit.

Tato kalkulačka uvedenou rovnici nepočítá. Uchovává tabulku již publikovaných Paulingových hodnot a při každém vyhledávání z ní jednu hodnotu načte, podobně jako tištěná referenční tabulka.

Jak vypočítat rozdíl elektronegativit a typ vazby

Chcete-li odhadnout, jaký typ vazby se mezi dvěma prvky vytvoří, vyhledejte v kalkulačce hodnotu každého prvku a potom od většího čísla odečtěte menší. Výsledek se obvykle třídí do tří rozmezí:

Tyto hranice představují běžně vyučované orientační pravidlo, nikoli striktní zákon. Skutečné vazby tvoří spojité spektrum a některé vazby v blízkosti hranice vykazují smíšený charakter.

Příklad výpočtu. Chcete-li ověřit vazbu H–Cl, vyhledejte v kalkulačce „H“ a poznamenejte si její hodnotu, 2,20. Poté vyhledejte „Cl“ a poznamenejte si jeho hodnotu, 3,16. Odečtěte: 3,16 − 2,20 = 0,96. Protože 0,96 leží mezi 0,4 a 1,7, je vazba H–Cl polární kovalentní.

Trendy elektronegativity v periodické tabulce

Většinu periodické tabulky popisují dva vzorce:

• Zleva doprava v periodě elektronegativita roste. Atomy získávají protony, přičemž si zachovávají stejnou vnější elektronovou slupku, takže jádro silněji přitahuje sdílené elektrony.
• Shora dolů ve skupině elektronegativita klesá. Vnější elektrony leží v každém následujícím řádku dále od jádra, což oslabuje přitažlivost navzdory vyššímu počtu protonů.

Fluor v pravé horní části tabulky má nejvyšší hodnotu. Francium v levé dolní části má nejnižší.

Většina kovů má hodnotu nižší než 2,0 a většina nekovů vyšší, jde však pouze o přibližný vzorec, nikoli pravidlo: některé přechodné kovy mají vyšší hodnoty, například zlato (2,54), platina (2,28) a rhodium (2,28).

Jak tuto kalkulačku používat

1. Zadejte do vstupního pole název prvku (například „Oxygen“) nebo jeho značku (například „O“).
2. Výsledek zobrazí značku a název prvku, jeho hodnotu podle Paulingovy stupnice a také ukazatel na vizuální stupnici od nízké po vysokou hodnotu.
3. Zvolte „Copy“ pro zkopírování číselné hodnoty.

Vyhledávání funguje i s částí textu („Oxy“ najde Oxygen) a nerozlišuje velká a malá písmena („oxygen“ i „OXYGEN“ fungují). Všechna data jsou uložena přímo na stránce, takže po jejím načtení vyhledávání funguje i bez internetového připojení.

Prvky bez uvedené hodnoty

U dvaceti prvků tato kalkulačka místo čísla zobrazuje „Not Available“. Čtyři z nich jsou vzácné plyny: helium, neon, argon a radon. Tyto plyny tvoří vazby jen zřídka, protože jejich vnější elektronové slupky jsou již zaplněné. Krypton a xenon tvoří malé množství skutečných sloučenin a jejich hodnoty jsou uvedeny: 3,00 a 2,60.

Zbývajících šestnáct prvků tvoří těžké, člověkem vytvořené prvky, počínaje lawrenciem (prvek 103) a konče oganessonem (prvek 118). V laboratořích existují pouze krátce a v množství příliš malém pro měření energií vazeb, takže pro ně nebyla publikována spolehlivá hodnota elektronegativity.

Některé aktinoidy od americia po nobelium mají v publikovaných referenčních tabulkách stejnou odhadovanou hodnotu, 1,30. Jde o zástupnou hodnotu založenou na chemické podobnosti, nikoli o samostatně naměřenou hodnotu pro každý prvek.

Historie Paulingovy stupnice

Chemici si všimli nerovnoměrného přitahování elektronů dávno předtím, než tento jev dostal své jméno. V roce 1811 Jöns Jacob Berzelius navrhl, že atomy nesou náboje ovlivňující způsob, jakým se slučují. Tyto rané představy popisovaly tento jev, aniž jej měřily.

Linus Pauling dal této myšlence číselnou podobu ve své práci z roku 1932 „The Nature of the Chemical Bond“, kde odvodil hodnoty z naměřených energií vazeb. Tato práce přispěla k jeho 1954 Nobelově ceně za chemii.

Pozdější chemici navrhli další stupnice: stupnici Roberta Mullikena z roku 1934, založenou na ionizační energii a elektronové afinitě; stupnici Allreda a Rochowa z roku 1958, založenou na jaderném náboji a velikosti atomu; a stupnici Lelanda Allena z roku 1989, založenou na spektroskopických datech. Paulingova původní stupnice zůstává nejčastěji vyučovanou a citovanou.

Často kladené otázky

K čemu se používá kalkulačka elektronegativity? Poskytuje rychlý přehled hodnoty elektronegativity prvku podle Paulingovy stupnice bez nutnosti používat tištěnou periodickou tabulku. Používá se při domácích úkolech, laboratorních zprávách a jako obecná příručka pro chemii.

Jak vypočítám rozdíl elektronegativit? Vyhledejte hodnotu každého prvku a potom od většího čísla odečtěte menší. Pro H a Cl platí 3,16 − 2,20 = 0,96.

Který prvek má nejvyšší elektronegativitu? Fluor s hodnotou 3,98 na Paulingově stupnici, což je nejvyšší hodnota v datech této kalkulačky.

Který prvek má nejnižší elektronegativitu? Francium s hodnotou přibližně 0,70, což je nejnižší hodnota v datech této kalkulačky.

Proč vzácné plyny nemají hodnoty elektronegativity? Většina vzácných plynů (helium, neon, argon, radon) tvoří vazby jen zřídka, takže pro ně nebyla naměřena smysluplná hodnota. Krypton a xenon jsou výjimky: tvoří malé množství známých sloučenin, a proto mají v této kalkulačce uvedené hodnoty.

Jaký je rozdíl mezi elektronegativitou a elektronovou afinitou? Elektronegativita popisuje, jak silně atom přitahuje elektrony, když je již vázán s jiným atomem; nemá jednotky a je definována relativně k ostatním prvkům. Elektronová afinita je energie uvolněná při získání elektronu samostatným, nevázaným atomem a měří se v kJ/mol nebo eV. Tyto veličiny spolu souvisejí, ale nejsou totožné.

Jak přesné jsou tyto hodnoty? Hodnoty pocházejí z běžně publikovaných tabulek podle Paulingovy stupnice. Jednotlivé referenční zdroje se někdy liší o několik setin, což odráží odlišná měření nebo výpočetní metody. Pro studijní účely a obecné laboratorní použití na tomto rozdílu obvykle nezáleží.

Reference

1. Pauling, L. (1932). „The Nature of the Chemical Bond. IV.“ Journal of the American Chemical Society, 54(9), 3570–3582.
2. Mulliken, R. S. (1934). „A New Electroaffinity Scale.“ The Journal of Chemical Physics, 2(11), 782–793.
3. Allred, A. L., & Rochow, E. G. (1958). „A scale of electronegativity based on electrostatic force.“ Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 5(4), 264–268.
4. IUPAC. Periodic Table of Elements.