Elektronegativiteit Calculator - Directe Pauling Schaal Waarden

Elektronegativiteitscalculator

Een elektronegativiteitscalculator zoekt de elektronegativiteitswaarde op de schaal van Pauling van een chemisch element op. Elektronegativiteit is een maat voor de sterkte waarmee een atoom gedeelde elektronen naar zich toe trekt wanneer het een binding vormt met een ander atoom. Deze tool omvat alle 118 elementen: typ een naam of symbool in en de tool toont het elementsymbool, de naam en de waarde op de schaal van Pauling op een eenvoudige visuele schaal.

Wat is elektronegativiteit?

Wanneer twee atomen een binding vormen, delen ze een elektronenpaar. Elektronegativiteit beschrijft hoe ongelijk dat paar wordt gedeeld. Een atoom met een hoge elektronegativiteit trekt de gedeelde elektronen dichter naar zich toe. Een atoom met een lage elektronegativiteit houdt ze losser vast.

Deze ongelijke verdeling wordt bindingspolariteit genoemd. Ze beïnvloedt verschillende zaken:

• Sterkte en lengte van de binding
• Moleculaire polariteit — of een stof oplost in water of in olie
• Reactiviteit — welke reacties waarschijnlijk zijn
• Fysische eigenschappen — kookpunt, smeltpunt, oplosbaarheid

De schaal van Pauling

De meest gebruikte elektronegativiteitsschaal werd in 1932 opgesteld door de scheikundige Linus Pauling. Ze loopt van ongeveer 0,7 tot 4,0. In de gegevens van deze tool heeft fluor de hoogste waarde, 3,98, en francium de laagste, 0,70.

Pauling berekende de schaal op basis van gemeten bindingsenergieën, niet op basis van een directe fysische meting. De oorspronkelijke vergelijking is:

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

Hier zijn $\chi_A$ en $\chi_B$ de elektronegativiteiten van atomen A en B, $E_{AB}$ is de bindingsenergie van de A–B-binding (in kJ/mol), en $E_{AA}$ en $E_{BB}$ zijn de bindingsenergieën van A–A- en B–B-bindingen. Het idee is dat als de A–B-binding sterker is dan het gemiddelde van A–A en B–B, de extra sterkte voortkomt uit het ongelijk delen van elektronen; de grootte van die extra sterkte geeft aan hoe groot het verschil in elektronegativiteit is.

Deze calculator voert die vergelijking niet uit. Hij bevat een tabel met al gepubliceerde waarden op de schaal van Pauling en zoekt per zoekopdracht een waarde op, zoals een gedrukte referentietabel dat zou doen.

Het verschil in elektronegativiteit en het bindingstype berekenen

Om te schatten welk type binding tussen twee elementen ontstaat, zoek je de waarde van elk element op in de calculator en trek je het kleinere getal af van het grotere. Het resultaat wordt gewoonlijk ingedeeld in drie bereiken:

Deze grenswaarden zijn een veelgeleerde vuistregel, geen strikte wet. Werkelijke bindingen liggen op een continuüm en sommige bindingen nabij een grens hebben gemengde kenmerken.

Uitgewerkt voorbeeld. Om de H–Cl-binding te controleren, zoek je "H" op in de calculator en noteer je de waarde 2,20. Zoek vervolgens "Cl" op en noteer je de waarde 3,16. Trek af: 3,16 − 2,20 = 0,96. Omdat 0,96 tussen 0,4 en 1,7 ligt, is de H–Cl-binding polair covalent.

Trends in elektronegativiteit in het periodiek systeem

Twee patronen gelden voor het grootste deel van het periodiek systeem:

• Van links naar rechts in een periode neemt de elektronegativiteit toe. Atomen krijgen er protonen bij terwijl ze dezelfde buitenste elektronenschil behouden, waardoor de kern sterker aan gedeelde elektronen trekt.
• Van boven naar beneden in een groep neemt de elektronegativiteit af. In elke volgende rij bevinden de buitenste elektronen zich verder van de kern, waardoor de aantrekkingskracht afneemt, ook al zijn er meer protonen.

Fluor, rechtsboven in de tabel, heeft de hoogste waarde. Francium, linksonder, heeft de laagste.

De meeste metalen hebben een waarde lager dan 2,0 en de meeste niet-metalen een waarde daarboven, maar dit is een globaal patroon en geen regel: sommige overgangsmetalen hebben hogere waarden, waaronder goud (2,54), platina (2,28) en rhodium (2,28).

Deze calculator gebruiken

1. Typ de naam van een element (bijvoorbeeld "Oxygen") of het symbool ervan (bijvoorbeeld "O") in het invoerveld.
2. Het resultaat toont het elementsymbool, de naam en de waarde op de schaal van Pauling, plus een markering op een visuele schaal van laag naar hoog.
3. Selecteer "Copy" om de numerieke waarde te kopiëren.

Zoeken werkt met gedeeltelijke tekst ("Oxy" vindt Oxygen) en negeert hoofdletters ("oxygen" en "OXYGEN" werken beide). Alle gegevens zijn in de pagina zelf opgeslagen, zodat zoekopdrachten zonder internetverbinding blijven werken zodra de pagina is geladen.

Elementen zonder vermelde waarde

Twintig elementen in deze calculator tonen "Not Available" in plaats van een getal. Vier daarvan zijn edelgassen: helium, neon, argon en radon. Deze gassen vormen zelden bindingen, omdat hun buitenste elektronenschillen al volledig gevuld zijn. Krypton en xenon vormen wel een klein aantal echte verbindingen en hebben daarom vermelde waarden: 3,00 en 2,60.

De andere zestien zijn zware, door mensen gemaakte elementen, vanaf lawrencium (element 103) tot en met oganesson (element 118). Ze bestaan slechts kort in laboratoria, in hoeveelheden die te klein zijn om bindingsenergieën te meten. Daarom is er geen betrouwbare elektronegativiteitswaarde voor gepubliceerd.

Verschillende actiniden, van americium tot en met nobelium, hebben in gepubliceerde referentietabellen dezelfde geschatte waarde, 1,30. Dit is een plaatsvervangende waarde op basis van chemische gelijkenis, geen afzonderlijk gemeten waarde voor elk element.

Geschiedenis van de schaal van Pauling

Scheikundigen merkten het ongelijke gedrag bij het aantrekken van elektronen al lang voor het een naam kreeg. In 1811 stelde Jöns Jacob Berzelius voor dat atomen ladingen dragen die beïnvloeden hoe ze zich verbinden. Deze vroege ideeën beschreven het effect zonder het te meten.

Linus Pauling gaf het idee een getalswaarde in zijn artikel uit 1932, "The Nature of the Chemical Bond", waarin hij waarden afleidde uit gemeten bindingsenergieën. Dit werk droeg bij aan zijn 1954 Nobelprijs voor Scheikunde.

Latere scheikundigen stelden andere schalen voor: de schaal van Robert Mulliken uit 1934, gebaseerd op ionisatie-energie en elektronenaffiniteit; de schaal van Allred-Rochow uit 1958, gebaseerd op kernlading en atoomgrootte; en de schaal van Leland Allen uit 1989, gebaseerd op spectroscopische gegevens. De oorspronkelijke schaal van Pauling blijft de meest onderwezen en geciteerde schaal.

Veelgestelde vragen

Waarvoor wordt een elektronegativiteitscalculator gebruikt? Deze biedt een snelle referentie voor de waarde van een element op de schaal van Pauling, zonder dat een gedrukt periodiek systeem nodig is. Mensen gebruiken de calculator voor huiswerk, laboratoriumverslagen en algemene naslag over scheikunde.

Hoe bereken ik het verschil in elektronegativiteit? Zoek de waarde van elk element op en trek vervolgens het kleinere getal af van het grotere. Voor H en Cl geldt: 3,16 − 2,20 = 0,96.

Welk element heeft de hoogste elektronegativiteit? Fluor, met 3,98 op de schaal van Pauling, heeft de hoogste waarde in de gegevens van deze calculator.

Welk element heeft de laagste elektronegativiteit? Francium, met ongeveer 0,70, heeft de laagste waarde in de gegevens van deze calculator.

Waarom hebben edelgassen geen elektronegativiteitswaarden? De meeste edelgassen (helium, neon, argon en radon) vormen zelden bindingen, waardoor er geen betekenisvolle waarde voor is gemeten. Krypton en xenon vormen een klein aantal bekende verbindingen en zijn daarom uitzonderingen: in deze calculator hebben ze wel vermelde waarden.

Wat is het verschil tussen elektronegativiteit en elektronenaffiniteit? Elektronegativiteit beschrijft hoe sterk een atoom elektronen aantrekt terwijl het al aan een ander atoom gebonden is; de grootheid heeft geen eenheid en wordt gedefinieerd ten opzichte van andere elementen. Elektronenaffiniteit is de energie die vrijkomt wanneer een afzonderlijk, ongebonden atoom een elektron opneemt, gemeten in kJ/mol of eV. Ze correleren, maar zijn niet dezelfde grootheid.

Hoe nauwkeurig zijn deze waarden? De waarden zijn afkomstig uit algemeen gepubliceerde tabellen van de schaal van Pauling. Verschillende referentiebronnen wijken soms enkele honderdsten van elkaar af, als gevolg van verschillende metingen of berekeningsmethoden. Voor onderwijs en algemeen laboratoriumgebruik is dit verschil zelden van belang.

Referenties

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. Periodiek systeem van elementen.