Calculadora de Eletronegatividade - Valores Instantâneos da Escala de Pauling

Calculadora de eletronegatividade

Uma calculadora de eletronegatividade consulta o valor da eletronegatividade de um elemento químico na escala de Pauling. A eletronegatividade mede com que intensidade um átomo atrai para si os elétrons compartilhados ao formar uma ligação com outro átomo. Esta ferramenta abrange todos os 118 elementos: digite um nome ou símbolo, e ela exibirá o símbolo, o nome e o valor na escala de Pauling em uma escala visual simples.

O que é eletronegatividade?

Quando dois átomos formam uma ligação, eles compartilham um par de elétrons. A eletronegatividade descreve quão desigual é esse compartilhamento. Um átomo com alta eletronegatividade atrai os elétrons compartilhados para mais perto de si. Um átomo com baixa eletronegatividade os retém de maneira mais fraca.

Esse compartilhamento desigual é chamado de polaridade da ligação. Ele afeta vários aspectos:

• Força e comprimento da ligação
• Polaridade molecular — se uma substância se dissolve em água ou em óleo
• Reatividade — quais reações são prováveis
• Propriedades físicas — ponto de ebulição, ponto de fusão e solubilidade

A escala de Pauling

A escala de eletronegatividade mais comum foi criada pelo químico Linus Pauling em 1932. Ela vai aproximadamente de 0,7 a 4,0. Nos dados desta ferramenta, o flúor tem o valor mais alto, 3,98, e o frâncio, o mais baixo, 0,70.

Pauling calculou a escala a partir de energias de ligação medidas, não de uma medição física direta. A equação original é:

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

Aqui, $\chi_A$ e $\chi_B$ são as eletronegatividades dos átomos A e B, $E_{AB}$ é a energia da ligação A–B (em kJ/mol), e $E_{AA}$ e $E_{BB}$ são as energias das ligações A–A e B–B. A ideia é a seguinte: se a ligação A–B for mais forte que a média das ligações A–A e B–B, a força adicional decorre do compartilhamento desigual dos elétrons, e o tamanho desse aumento indica a magnitude da diferença de eletronegatividade.

Esta calculadora não executa essa equação. Ela armazena uma tabela de valores de Pauling já publicados e consulta um valor a cada busca, como faria uma tabela de referência impressa.

Como calcular a diferença de eletronegatividade e o tipo de ligação

Para estimar que tipo de ligação se forma entre dois elementos, consulte o valor de cada elemento na calculadora e subtraia o menor número do maior. O resultado costuma ser classificado em três faixas:

Esses limites são uma regra prática amplamente ensinada, não uma lei rígida. As ligações reais formam um espectro contínuo, e algumas ligações próximas de um limite apresentam caráter misto.

Exemplo resolvido. Para verificar a ligação H–Cl, pesquise “H” na calculadora e anote seu valor, 2,20. Em seguida, pesquise “Cl” e anote seu valor, 3,16. Subtraia: 3,16 − 2,20 = 0,96. Como 0,96 está entre 0,4 e 1,7, a ligação H–Cl é covalente polar.

Tendências da eletronegatividade na tabela periódica

Dois padrões abrangem a maior parte da tabela periódica:

• Ao longo de um período (da esquerda para a direita), a eletronegatividade aumenta. Os átomos ganham prótons enquanto mantêm a mesma camada eletrônica externa, de modo que o núcleo atrai com mais força os elétrons compartilhados.
• Ao descer em um grupo (de cima para baixo), a eletronegatividade diminui. Os elétrons externos ficam mais distantes do núcleo em cada linha sucessiva, enfraquecendo a atração, embora haja mais prótons.

O flúor, no canto superior direito da tabela, tem o valor mais alto. O frâncio, no canto inferior esquerdo, tem o mais baixo.

A maioria dos metais fica abaixo de 2,0, e a maioria dos não metais fica acima desse valor, mas esse é um padrão aproximado, não uma regra: alguns metais de transição apresentam valores maiores, incluindo ouro (2,54), platina (2,28) e ródio (2,28).

Como usar esta calculadora

1. Digite o nome de um elemento (por exemplo, “Oxigênio”) ou seu símbolo (por exemplo, “O”) no campo de entrada.
2. O resultado mostra o símbolo, o nome e o valor na escala de Pauling do elemento, além de um marcador em uma escala visual que vai do menor ao maior valor.
3. Selecione “Copiar” para copiar o valor numérico.

A busca funciona com texto parcial (“Oxi” encontra Oxigênio) e ignora maiúsculas e minúsculas (“oxigênio” e “OXIGÊNIO” funcionam). Todos os dados ficam armazenados na própria página, portanto as consultas continuam funcionando sem conexão com a internet depois que a página é carregada.

Elementos sem valor listado

Vinte elementos nesta calculadora exibem “Não disponível” em vez de um número. Quatro deles são gases nobres: hélio, neônio, argônio e radônio. Esses gases raramente formam ligações, pois suas camadas eletrônicas externas já estão completas. O criptônio e o xenônio formam um pequeno número de compostos reais e têm valores listados: 3,00 e 2,60.

Os outros dezesseis são elementos pesados produzidos artificialmente, começando pelo laurêncio (elemento 103) e indo até o oganessônio (elemento 118). Eles existem apenas por breves períodos em laboratórios, em quantidades pequenas demais para permitir a medição das energias de ligação; por isso, nenhum valor confiável de eletronegatividade foi publicado para eles.

Vários actinídeos, do amerício ao nobélio, compartilham o mesmo valor estimado, 1,30, em tabelas de referência publicadas. Trata-se de um valor provisório baseado na semelhança química, não de uma medida realizada separadamente para cada elemento.

História da escala de Pauling

Os químicos perceberam o comportamento desigual de atração dos elétrons muito antes de ele receber um nome. Em 1811, Jöns Jacob Berzelius propôs que os átomos carregam cargas que afetam a forma como se combinam. Essas primeiras ideias descreviam o efeito sem medi-lo.

Linus Pauling atribuiu um número à ideia em seu artigo de 1932, “The Nature of the Chemical Bond”, derivando valores de energias de ligação medidas. O trabalho contribuiu para que recebesse o Prêmio Nobel de Química de 1954.

Químicos posteriores propuseram outras escalas: a escala de Robert Mulliken de 1934, baseada na energia de ionização e na afinidade eletrônica; a escala de Allred–Rochow de 1958, baseada na carga nuclear e no tamanho atômico; e a escala de Leland Allen de 1989, baseada em dados espectroscópicos. A escala original de Pauling continua sendo a mais ensinada e citada.

Perguntas frequentes

Para que serve uma calculadora de eletronegatividade? Ela fornece uma consulta rápida do valor da eletronegatividade de um elemento na escala de Pauling, sem a necessidade de uma tabela periódica impressa. Ela é usada em tarefas de casa, relatórios de laboratório e consultas gerais de química.

Como calculo a diferença de eletronegatividade? Consulte o valor de cada elemento e subtraia o menor número do maior. Para H e Cl, 3,16 − 2,20 = 0,96.

Qual elemento tem a maior eletronegatividade? O flúor, com 3,98 na escala de Pauling, é o valor mais alto nos dados desta calculadora.

Qual elemento tem a menor eletronegatividade? O frâncio, com aproximadamente 0,70, tem o menor valor nos dados desta calculadora.

Por que os gases nobres não têm valores de eletronegatividade? A maioria dos gases nobres (hélio, neônio, argônio e radônio) raramente forma ligações, portanto nenhum valor significativo foi medido para eles. O criptônio e o xenônio são exceções: formam um pequeno número de compostos conhecidos e, por isso, têm valores listados nesta calculadora.

Qual é a diferença entre eletronegatividade e afinidade eletrônica? A eletronegatividade descreve com que intensidade um átomo atrai elétrons quando já está ligado a outro átomo; ela não tem unidade e é definida em relação a outros elementos. A afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo separado e não ligado ganha um elétron, medida em kJ/mol ou eV. Elas se correlacionam, mas não são a mesma grandeza.

Qual é a precisão desses valores? Os valores vêm de tabelas da escala de Pauling publicadas com frequência. Diferentes fontes de referência às vezes divergem em alguns centésimos, refletindo medições ou métodos de cálculo diferentes. Para trabalhos acadêmicos e uso geral em laboratório, essa variação raramente é relevante.

Referências

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., e Rochow, E. G. (1958). “A scale of electronegativity based on electrostatic force.” Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 5(4), 264–268.
4. IUPAC. Tabela periódica dos elementos.