Elektronegativitní kalkulátor - Okamžité hodnoty Paulingovy stupnice

Kalkulačka elektronegativity

Kalkulačka elektronegativity vyhledá hodnotu elektronegativity prvku na Paulingově stupnici. Elektronegativita je míra toho, jak silně atom přitahuje elektrony k sobě, když vytváří vazbu s jiným atomem. Nástroj pokrývá všech 118 prvků: zadejte název nebo značku a zobrazí se značka prvku, jeho název a hodnota na Paulingově stupnici na jednoduché vizuální škále.

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 odvodil hodnoty z vazebných energií, nikoli z přímého fyzikálního měření. Původní rovnice zní:

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

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 druh vazby mezi dvěma prvky vzniká, vyhledejte v kalkulačce hodnotu každého prvku a poté odečtěte menší číslo od většího. Jedna běžná učebnicová pomůcka rozděluje výsledek do tří přibližných rozmezí:

Tyto hranice jsou orientační pravidlo, nikoli přísný zákon. Jiné učebnice umisťují hranici pro iontovou vazbu na mírně odlišné hodnoty. Skutečné vazby tvoří spojité spektrum a některé vazby blízko hranice vykazují smíšený charakter.

Řešený příklad. Chcete-li zkontrolovat vazbu H–Cl, vyhledejte v kalkulačce „H“ a poznamenejte si jeho 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 1,8, 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

Dvacet prvků v této kalkulačce zobrazuje místo čísla „Není k dispozici“. Čtyři z nich jsou vzácné plyny: helium, neon, argon a radon. Vzácné plyny elektrony sdílejí jen zřídka, protože jejich vnější elektronové slupky jsou již zaplněné. Krypton a xenon, které tvoří malý počet skutečných sloučenin, mají uvedené hodnoty: 3,00 a 2,60.

Dalších šestnáct jsou těžké, uměle vytvořené prvky od lawrencia (prvek 103) po oganesson (prvek 118). Existují jen krátce v laboratořích, v množstvích příliš malých na měření vazebných energií, a proto pro ně nebyla zveřejněna žádná 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

Linus Pauling vyjádřil elektronegativitu čísly v článku z roku 1932 „The nature of the chemical bond. IV. The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms“. Za svou práci o chemických vazbách získal Nobelovu cenu za chemii v roce 1954.

Pozdější chemici navrhli jiné stupnice. Stupnice Roberta Mullikena používá ionizační energii a elektronovou afinitu. Stupnice Allredova a Rochowova používá jaderný náboj a velikost atomu. Stupnice Lelanda Allena používá spektroskopická data. 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 k jinému atomu; nemá jednotky a je definována vzhledem k jiným prvkům. Elektronová afinita je energie uvolněná nebo pohlcená, když samostatný, nevázaný atom získá elektron, a měří se v kJ/mol. Elektronová afinita se měří přímo, zatímco elektronegativita se vypočítává. Jde o dvě různé veličiny.

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. OpenStax. Chemistry 2e, 7.2 Covalent Bonding. Chemistry 2e: kovalentní vazba — definice elektronegativity, periodické trendy, rozmezí typů vazeb (méně než 0,4, 0,4 až 1,8, více než 1,8), vzácné plyny, elektronegativita versus elektronová afinita.
2. Oregon State University Special Collections. The nature of the chemical bond. IV. The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms (Pauling, J. Am. Chem. Soc. 54, 1932). Paulingův článek z roku 1932, sken — Paulingova stupnice elektronegativity z roku 1932 odvozená z vazebných energií.
3. Nobel Prize Outreach. The Nobel Prize in Chemistry 1954. Nobelova cena za chemii 1954 — udělena Linusi Paulingovi za výzkum povahy chemické vazby.