Elektronegativitás Kalkulátor - Azonnali Pauling Skála Értékek

Elektronegativitás-kalkulátor

Az elektronegativitás-kalkulátor megkeresi egy kémiai elem Pauling-skálán megadott elektronegativitási értékét. Az elektronegativitás azt méri, hogy egy atom milyen erősen vonzza maga felé a közös elektronokat, amikor kötést alakít ki egy másik atommal. Ez az eszköz mind a 118 elemet lefedi: írja be az elem nevét vagy vegyjelét, és az elem vegyjelét, nevét, valamint Pauling-skálán megadott értékét jeleníti meg egy egyszerű vizuális skálán.

Mi az elektronegativitás?

Amikor két atom kötést alakít ki, megosztanak egymással egy elektronpárt. Az elektronegativitás azt írja le, hogy ez a pár mennyire egyenlőtlenül oszlik meg. A nagy elektronegativitású atom közelebb vonzza magához a közös elektronokat. Az alacsony elektronegativitású atom lazábban tartja őket.

Ezt az egyenlőtlen megoszlást kötéspolaritásnak nevezzük. Több dologra is hatással van:

• A kötés erőssége és hossza
• A molekula polaritása — hogy egy anyag vízben vagy olajban oldódik-e
• Reakcióképesség — hogy mely reakciók valószínűek
• Fizikai tulajdonságok — forráspont, olvadáspont, oldhatóság

A Pauling-skála

A leggyakrabban használt elektronegativitási skálát Linus Pauling kémikus alkotta meg 1932-ben. Körülbelül 0,7-től 4,0-ig terjed. Ennek az eszköznek az adatai szerint a fluoré a legmagasabb érték, 3,98, a franciumé pedig a legalacsonyabb, 0,70.

Pauling a skálát mért kötési energiákból számította ki, nem közvetlen fizikai mérésből. Az eredeti egyenlet:

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

Itt $\chi_A$ és $\chi_B$ az A, illetve B atom elektronegativitása, $E_{AB}$ az A–B kötés kötési energiája (kJ/mol-ban), $E_{AA}$ és $E_{BB}$ pedig az A–A és B–B kötések kötési energiája. Az elv a következő: ha az A–B kötés erősebb az A–A és B–B kötés átlagánál, akkor a többleterősség az elektronok egyenlőtlen megosztásából ered, és ennek a többleterősségnek a nagysága mutatja meg, mekkora az elektronegativitás-különbség.

Ez a kalkulátor nem számítja ki ezt az egyenletet. Egy már közzétett Pauling-értékeket tartalmazó táblázatot tárol, és keresésenként kikeresi belőle a megfelelő értéket, ahogyan egy nyomtatott referencia-táblázat tenné.

Az elektronegativitás-különbség és a kötéstípus kiszámítása

Ha meg szeretné becsülni, milyen kötés alakul ki két elem között, keresse ki mindkét elem értékét a kalkulátorban, majd vonja ki a kisebb számot a nagyobbikból. Az eredményt általában három tartományba sorolják:

Ezek a határértékek széles körben oktatott ökölszabályt jelentenek, nem szigorú törvényt. A valódi kötések folytonos skálán helyezkednek el, és a határértékek közelében lévő kötések némelyike vegyes jellegű.

Számítási példa. A H–Cl kötés ellenőrzéséhez keressen rá a kalkulátorban a „H” betűre, és jegyezze fel az értékét: 2,20. Ezután keressen rá a „Cl” jelre, és jegyezze fel annak értékét: 3,16. A kivonás: 3,16 − 2,20 = 0,96. Mivel a 0,96 a 0,4 és 1,7 közé esik, a H–Cl kötés poláris kovalens.

Elektronegativitási trendek a periódusos rendszerben

A periódusos rendszer nagy részére két minta érvényes:

• Egy perióduson belül (balról jobbra) az elektronegativitás nő. Az atomok protonokat nyernek, miközben ugyanazt a külső elektronhéjat tartják meg, ezért az atommag erősebben vonzza a közös elektronokat.
• Egy csoporton belül (fentről lefelé) az elektronegativitás csökken. A külső elektronok minden egymást követő sorban távolabb helyezkednek el az atommagtól, ami gyengíti a vonzást, noha több proton van jelen.

A táblázat jobb felső részén található fluoré a legmagasabb érték. A bal alsó részen található franciumé a legalacsonyabb.

A legtöbb fém értéke 2,0 alatt van, a legtöbb nemfémé pedig fölötte, de ez csak durva tendencia, nem szabály: egyes átmenetifémek értéke magasabb, köztük az aranyé (2,54), a platináé (2,28) és a ródiumé (2,28).

A kalkulátor használata

1. Írja be egy elem nevét (például: „Oxygen”) vagy vegyjelét (például: „O”) a beviteli mezőbe.
2. Az eredmény megjeleníti az elem vegyjelét, nevét és Pauling-skálán megadott értékét, valamint egy jelölőt az alacsonytól a magasig terjedő vizuális skálán.
3. A numerikus érték másolásához válassza a „Copy” lehetőséget.

A keresés részleges szöveggel is működik („Oxy” megtalálja az oxigént), és nem tesz különbséget a kis- és nagybetűk között („oxygen” és „OXYGEN” egyaránt működik). Minden adat magán az oldalon van tárolva, ezért az oldal betöltése után a keresések internetkapcsolat nélkül is működnek.

Érték nélkül felsorolt elemek

Ebben a kalkulátorban húsz elemnél szám helyett „Not Available” jelenik meg. Közülük négy nemesgáz: a hélium, a neon, az argon és a radon. Ezek a gázok ritkán alkotnak kötéseket, mivel a külső elektronhéjuk már teljes. A kripton és a xenon kisszámú valódi vegyületet alkot, és felsorolt értékkel is rendelkezik: 3,00, illetve 2,60.

A másik tizenhat nehéz, mesterségesen előállított elem: a lawrenciumtól (103. elem) az oganesszonig (118. elem) terjednek. Ezek csak rövid ideig léteznek laboratóriumokban, a kötési energiák méréséhez pedig túl kis mennyiségben, ezért egyikükhöz sem tettek közzé megbízható elektronegativitási értéket.

Az ameríciumtól a nobéliumig több aktinoida ugyanazt a becsült értéket, 1,30-at kapja a közzétett referenciatáblázatokban. Ez a kémiai hasonlóságon alapuló helyettesítő érték, nem az egyes elemekhez külön-külön mért adat.

A Pauling-skála története

A kémikusok már jóval az elnevezése előtt észrevették az elektronok egyenlőtlen vonzását. 1811-ben Jöns Jacob Berzelius azt javasolta, hogy az atomok olyan töltéseket hordoznak, amelyek befolyásolják, hogyan egyesülnek. Ezek a korai elképzelések leírták a jelenséget, de nem mérték azt.

Linus Pauling az 1932-ben megjelent, „The Nature of the Chemical Bond” című tanulmányában számszerűsítette az elképzelést, és a mért kötési energiákból vezetett le értékeket. A munka hozzájárult 1954-es kémiai Nobel-díjához.

Később más kémikusok is javasoltak skálákat: Robert Mulliken 1934-es skáláját, amely az ionizációs energián és az elektronaffinitáson alapul; az 1958-as Allred–Rochow-skálát, amely az atommag töltésén és az atom méretén alapul; valamint Leland Allen 1989-es skáláját, amely spektroszkópiai adatokon alapul. Pauling eredeti skálája továbbra is a legszélesebb körben oktatott és idézett skála.

Gyakran ismételt kérdések

Mire használható az elektronegativitás-kalkulátor? Gyorsan megadja egy elem Pauling-skálán szereplő elektronegativitási értékét, így nincs szükség nyomtatott periódusos rendszerre. Házi feladatokhoz, laborjelentésekhez és általános kémiai tájékozódáshoz használják.

Hogyan számítható ki az elektronegativitás-különbség? Keresse ki mindkét elem értékét, majd vonja ki a kisebb számot a nagyobbikból. H és Cl esetén: 3,16 − 2,20 = 0,96.

Melyik elem elektronegativitása a legmagasabb? A fluoré: a Pauling-skálán 3,98, ami ennek a kalkulátornak az adatai szerint a legmagasabb érték.

Melyik elem elektronegativitása a legalacsonyabb? A franciumé, körülbelül 0,70, ami ennek a kalkulátornak az adatai szerint a legalacsonyabb érték.

Miért nincs a nemesgázoknak elektronegativitási értékük? A legtöbb nemesgáz (hélium, neon, argon, radon) ritkán alkot kötéseket, ezért nem mértek rájuk értelmezhető értéket. A kripton és a xenon kivétel: kisszámú ismert vegyületet alkotnak, ezért ebben a kalkulátorban szerepel hozzájuk érték.

Mi a különbség az elektronegativitás és az elektronaffinitás között? Az elektronegativitás azt írja le, hogy egy atom milyen erősen vonzza az elektronokat, miközben már kötésben van egy másik atommal; nincs mértékegysége, és más elemekhez viszonyítva definiálják. Az elektronaffinitás az a felszabaduló energia, amikor egy különálló, kötésben nem lévő atom elektront vesz fel; mértékegysége kJ/mol vagy eV. A két mennyiség korrelál, de nem azonos.

Mennyire pontosak ezek az értékek? Az értékek a széles körben közzétett Pauling-skálás táblázatokból származnak. A különböző referenciaforrások néha néhány századdal eltérnek egymástól, ami a különböző méréseket vagy számítási módszereket tükrözi. Tanulmányi és általános laboratóriumi célokra ez az eltérés ritkán számít.

Hivatkozások

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., és Rochow, E. G. (1958). „A scale of electronegativity based on electrostatic force.” Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 5(4), 264–268.
4. IUPAC. Az elemek periódusos rendszere.