Elektronegativitets Kalkulator - Øyeblikkelige Pauling Skala Verdier

Elektronegativitetskalkulator

En elektronegativitetskalkulator slår opp elektronegativitetsverdien på Pauling-skalaen for et grunnstoff. Elektronegativitet er et mål på hvor sterkt et atom trekker delte elektroner mot seg når det danner en binding med et annet atom. Dette verktøyet omfatter alle 118 grunnstoffene: skriv inn et navn eller symbol, så vises grunnstoffets symbol, navn og verdi på Pauling-skalaen på en enkel, visuell skala.

Hva er elektronegativitet?

Når to atomer danner en binding, deler de et elektronpar. Elektronegativitet beskriver hvor ujevnt dette paret deles. Et atom med høy elektronegativitet trekker de delte elektronene nærmere seg. Et atom med lav elektronegativitet holder svakere på dem.

Denne ujevne delingen kalles bindingspolaritet. Den påvirker flere ting:

• Bindingsstyrke og -lengde
• Molekylpolaritet — om et stoff løses i vann eller olje
• Reaktivitet — hvilke reaksjoner som sannsynligvis skjer
• Fysiske egenskaper — kokepunkt, smeltepunkt, løselighet

Pauling-skalaen

Den vanligste elektronegativitetsskalaen ble utviklet av kjemikeren Linus Pauling i 1932. Den går fra omtrent 0,7 til 4,0. I dataene til dette verktøyet har fluor den høyeste verdien, 3,98, og francium den laveste, 0,70.

Pauling beregnet skalaen ut fra målte bindingsenergier, ikke ut fra en direkte fysisk måling. Den opprinnelige ligningen er:

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

Her er $\chi_A$ og $\chi_B$ elektronegativitetene til atomene A og B, $E_{AB}$ er bindingsenergien til A–B-bindingen (i kJ/mol), og $E_{AA}$ og $E_{BB}$ er bindingsenergiene til A–A- og B–B-bindingene. Tanken er at hvis A–B-bindingen er sterkere enn gjennomsnittet av A–A- og B–B-bindingene, skyldes den ekstra styrken ujevn elektrondeling, og størrelsen på denne ekstra styrken viser hvor stor forskjellen i elektronegativitet er.

Denne kalkulatoren bruker ikke denne ligningen. Den lagrer en tabell med allerede publiserte Pauling-verdier og slår opp én verdi per søk, slik en trykt referansetabell ville gjort.

Slik beregnes forskjellen i elektronegativitet og bindingstype

For å anslå hvilken type binding som dannes mellom to grunnstoffer, slår du opp verdien for hvert grunnstoff i kalkulatoren og trekker det minste tallet fra det største. Resultatet deles vanligvis inn i tre intervaller:

Disse grenseverdiene er en vanlig tommelfingerregel, ikke en streng lov. Reelle bindinger danner et kontinuerlig spekter, og noen bindinger nær en grense har blandet karakter.

Eksempel. For å undersøke H–Cl-bindingen søker du etter «H» i kalkulatoren og noterer verdien 2,20. Deretter søker du etter «Cl» og noterer verdien 3,16. Trekk fra: 3,16 − 2,20 = 0,96. Siden 0,96 ligger mellom 0,4 og 1,7, er H–Cl-bindingen polar kovalent.

Trender i elektronegativitet i periodesystemet

To mønstre gjelder for det meste av periodesystemet:

• Fra venstre mot høyre i en periode øker elektronegativiteten. Atomene får flere protoner, mens det ytterste elektronskallet forblir det samme, slik at kjernen trekker sterkere på de delte elektronene.
• Nedover i en gruppe synker elektronegativiteten. De ytterste elektronene befinner seg lenger fra kjernen i hver etterfølgende rad, noe som svekker tiltrekningen selv om det er flere protoner.

Fluor, øverst til høyre i tabellen, har den høyeste verdien. Francium, nederst til venstre, har den laveste.

De fleste metaller ligger under 2,0, og de fleste ikke-metaller ligger over denne verdien, men dette er et grovt mønster, ikke en regel: enkelte overgangsmetaller har høyere verdier, blant annet gull (2,54), platina (2,28) og rodium (2,28).

Slik bruker du denne kalkulatoren

1. Skriv inn navnet på et grunnstoff (for eksempel «Oxygen») eller symbolet (for eksempel «O») i inndatafeltet.
2. Resultatet viser grunnstoffets symbol, navn og verdi på Pauling-skalaen, samt en markør på en visuell skala fra lav til høy.
3. Velg «Kopier» for å kopiere tallverdien.

Søk fungerer også med deler av teksten («Oxy» finner Oxygen) og skiller ikke mellom store og små bokstaver («oxygen» og «OXYGEN» fungerer begge). Alle dataene er lagret i selve siden, så oppslagene fortsetter å fungere uten internettilkobling når siden er lastet inn.

Grunnstoffer uten oppført verdi

Tjue grunnstoffer i denne kalkulatoren viser «Ikke tilgjengelig» i stedet for et tall. Fire av dem er edelgasser: helium, neon, argon og radon. Disse gassene danner sjelden bindinger fordi de ytterste elektronskallene allerede er fulle. Krypton og xenon danner et lite antall virkelige forbindelser, og de har oppførte verdier: 3,00 og 2,60.

De øvrige seksten er tunge, menneskeskapte grunnstoffer, fra lawrencium (grunnstoff 103) til oganesson (grunnstoff 118). De eksisterer bare kortvarig i laboratorier, i mengder som er for små til at bindingsenergier kan måles, så ingen pålitelig elektronegativitetsverdi er publisert for dem.

Flere aktinider, fra americium til nobelium, har den samme estimerte verdien, 1,30, i publiserte referansetabeller. Dette er en plassholder basert på kjemisk likhet, ikke et separat målt tall for hvert grunnstoff.

Pauling-skalaens historie

Kjemikere la merke til ujevn tiltrekning av elektroner lenge før fenomenet fikk et navn. I 1811 foreslo Jöns Jacob Berzelius at atomer har ladninger som påvirker hvordan de kombineres. Disse tidlige ideene beskrev effekten uten å måle den.

Linus Pauling ga ideen en tallverdi i artikkelen sin fra 1932, «The Nature of the Chemical Bond», der han utledet verdier fra målte bindingsenergier. Arbeidet bidro til at han fikk Nobelprisen i kjemi i 1954.

Senere foreslo andre kjemikere andre skalaer: Robert Mullikens 1934-skala, basert på ioniseringsenergi og elektronaffinitet; Allred–Rochow-skalaen fra 1958, basert på kjerneladning og atomstørrelse; og Leland Allens 1989-skala, basert på spektroskopiske data. Paulings opprinnelige skala er fortsatt den som undervises i og siteres mest.

Ofte stilte spørsmål

Hva brukes en elektronegativitetskalkulator til? Den gir en rask referanse til elektronegativitetsverdien på Pauling-skalaen for et grunnstoff, uten at man trenger et trykt periodesystem. Den brukes til lekser, laboratorierapporter og generell referanse i kjemi.

Hvordan beregner jeg forskjellen i elektronegativitet? Slå opp verdien for hvert grunnstoff og trekk det minste tallet fra det største. For H og Cl blir det 3,16 − 2,20 = 0,96.

Hvilket grunnstoff har høyest elektronegativitet? Fluor, med 3,98 på Pauling-skalaen, har den høyeste verdien i dataene til denne kalkulatoren.

Hvilket grunnstoff har lavest elektronegativitet? Francium, med omtrent 0,70, har den laveste verdien i dataene til denne kalkulatoren.

Hvorfor har ikke edelgasser elektronegativitetsverdier? De fleste edelgasser (helium, neon, argon og radon) danner sjelden bindinger, så det er ikke målt noen meningsfull verdi for dem. Krypton og xenon er unntak: De danner et lite antall kjente forbindelser og har derfor oppførte verdier i denne kalkulatoren.

Hva er forskjellen mellom elektronegativitet og elektronaffinitet? Elektronegativitet beskriver hvor sterkt et atom trekker på elektroner når det allerede er bundet til et annet atom; den har ingen enhet og defineres relativt til andre grunnstoffer. Elektronaffinitet er energien som frigjøres når et separat, ubundet atom tar opp et elektron, målt i kJ/mol eller eV. De korrelerer, men er ikke samme størrelse.

Hvor nøyaktige er disse verdiene? Verdiene kommer fra vanlig publiserte tabeller over Pauling-skalaen. Ulike referansekilder avviker noen ganger med noen hundredeler, noe som gjenspeiler ulike målinger eller beregningsmetoder. For undervisning og generell laboratoriebruk har denne variasjonen sjelden betydning.

Referanser

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., og Rochow, E. G. (1958). «A scale of electronegativity based on electrostatic force.» Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 5(4), 264–268.
4. IUPAC. Periodesystemet.