PAULING SCALE: ELEKTRONEGORYA AT PAGKAKAIBA NG ENERHIYA - CHEMISTRY - 2025

Ang scale ng Pauling ay isang di-makatarungang sukat na ginamit sa kimika upang maipahayag ang elektroneguridad ng mga elemento. Ito ay tinukoy bilang ang pagkahilig ng isang tiyak na atom upang maakit ang mga electron kapag pinagsama ito sa isa pang atom.

Sa kahulugan na ito, ang mga elemento na may mataas na electronegativity ay may posibilidad na madaling makakuha ng mga electron. Ito ang mga di-metal, habang para sa kanilang bahagi, mas kaunting mga electronegative element tulad ng mga metal, mas madaling magbigay ng mga electron.

Larawan 1. scale ng Pauling. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Samakatuwid, alam ang electronegativity ng isang elemento, ang isang tao ay may ideya ng uri ng bono na may kakayahang mabuo kapag pinagsama sa isa pa. Makikita natin ito sa isang halimbawa ng numero sa paglaon.

Sa impormasyong ito, marami sa mga katangian na magkakaroon ng isang compound ay maaaring mahulaan, isang bagay na kapaki-pakinabang sa pang-eksperimentong kimika at para sa agham ng mga materyales, kung saan ang mga compound ng nobela ay patuloy na nilikha.

Gayunpaman, maginhawa upang linawin na sa kabila ng kung gaano kahalaga ito, walang isang solong paraan upang matukoy ang electronegativity; Ang scale ng Pauling ay isa lamang sa iba't ibang mga paraan na iminungkahi upang hanapin ito, bagaman ito ay isa sa mga pinaka ginagamit.

Sa katunayan, ang Pauling's ay isang di-makatarungang sukat kung saan ang isang bilang ng numero ay naatasan sa bawat elemento sa pana-panahong talahanayan, na sumasalamin sa electronegativity. Nakita namin ito sa figure 1, kung saan mayroon kaming electronegativity ng bawat elemento, tulad ng itinalaga ng dalawang beses na Nobel laureate na si Linus Pauling (1901-1994) bandang 1939.

Ang electronegativity ng mga elemento

Pauling, kasama ni Don M. Yost, natagpuan ang mga halagang elektroneguridad ng empirikal, sa pamamagitan ng data na pang-eksperimentong nakuha sa pamamagitan ng pagsukat ng mga energies ng bono.

Itinalaga ni Pauling ang elemento ng fluorine - sa itaas at sa kanan ng talahanayan sa Larawan 1 - ang pinakamataas na elektronegorya, na may bilang na 4.0. Kaya kapag ang fluorine ay bumubuo ng mga bono, ipinapakita nito ang pinakamataas na ugali upang maakit ang mga electron ng lahat ng mga elemento.

Pangalawa ay oxygen na may 3.5 at pangatlo ay nitrogen na may 3.0. Parehong matatagpuan sa tuktok at sa kanan ng mesa.

Sa kabilang banda, sa kabaligtaran, ang hindi bababa sa elemento ng electronegative ay cesium, na ang simbolo ay Cs, na matatagpuan sa kaliwa ng talahanayan, kung saan itinalaga ni Pauling ang bilang na 0.7.

Elektronegorya sa pana-panahong talahanayan

Sa pangkalahatang mga term, at tulad ng makikita sa figure 1, electronegativity -and ionization energy- tataas mula kaliwa hanggang kanan sa pana-panahong talahanayan. Ang pangkalahatang kalakaran ay nagpapahiwatig din ng isang pagtanggi kapag lumilipat pataas.

Samakatuwid, magkakaroon kami ng pinakamaraming mga elemento ng electronegative sa kanang itaas na sulok ng talahanayan: fluorine, oxygen, chlorine, nitrogen. Ang hindi bababa sa electronegative - o ang pinaka electropositive kung gusto mo - ay matatagpuan sa kaliwa: lithium, sodium, potassium at iba pang mga elemento ng pangkat 1 - ang haligi sa matinding kaliwa, na naaayon sa mga alkali at alkalina na metal na mga metal.

Sa bawat haligi, ang electronegativity ay bumababa habang ang bilang ng atomic ng elemento ay nagdaragdag, maliban sa mga metal na paglipat sa gitna, na hindi sumusunod sa kalakaran na ito.

Ang isang mahalagang punto na dapat tandaan ay ang electronegatividad ay kamag-anak, hindi ito isang invariable na pag-aari ng bawat elemento, at sinusukat lamang na may paggalang sa iba pang mga elemento. Malaki ang nakasalalay sa estado ng oksihenasyon, kaya ang parehong elemento ay maaaring magpakita ng iba't ibang electronegativity, depende sa uri ng compound na nabubuo nito.

Ang pagkakaiba sa enerhiya na nagbubuklod

Larawan 2. Ang Amerikanong kimistang si Linus Pauling noong 1955. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Sa kimika, ang isang bono ay ang paraan na ang mga atomo, pareho o magkakaiba, ay magkakasamang magkasama upang makabuo ng mga molekula. Ang mga pwersa ay lilitaw sa pagitan ng mga atomo na magkakasama sa kanila sa isang matatag na paraan.

Mayroong maraming mga uri ng link, ngunit narito ang dalawa ay isinasaalang-alang:

-Covalent, kung saan nagbabahagi ang mga atomo ng magkatulad na mga electronegativities ng isang pares ng mga electron.

-Koniko, madalas sa pagitan ng mga atom na may iba't ibang mga electronegativities na kung saan ang elektrostatic na pang-akit ay nanaig.

Ipagpalagay na ang dalawang elemento A at B ay maaaring bumubuo ng mga molekula sa bawat isa, na nagsasaad ng AA at BB. At may kakayahan din silang sumali upang makabuo ng isang tambalan ng AB, lahat sa pamamagitan ng ilang uri ng bono.

Salamat sa pakikilahok ng mga intermolecular na puwersa, mayroong enerhiya sa bono. Halimbawa ang enerhiya sa bond AA ay E _AA, sa bond BB ito ay EBB at sa wakas sa tambalang AB ito ay E _AB .

Kung ang molekula ng AB ay nabuo ng isang covalent bond, theoretically ang bond energy ay ang average ng energies E _AA at E _BB :

E _AB = ½ (E _AA + E _BB )

Kinakalkula ni Pauling ang E _AB para sa iba't ibang mga compound, sinusukat ito sa eksperimento at tinukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang halaga, na pinangalanan niya Δ:

Measured = - (E _AB ) sinusukat - (E _AB ) teoretikal- = - (E _AB ) sinusukat - ½ (E _AA + E _BB ) -

Ang pangangatuwiran ni Pauling ay tulad nito: kung ang Δ ay napakalapit sa 0, nangangahulugan ito na ang mga electronegativities ng parehong mga elemento ay magkatulad at ang bono na sumali sa kanila ay covalent. Ngunit kung ang Δ ay hindi maliit, kung gayon ang bono sa pagitan ng A at B ay hindi purong covalent.

Mas malaki ang ganap na halaga ng Δ, mas malaki ang pagkakaiba sa pagitan ng elektroneguridad ng mga elemento A at B at samakatuwid ang bono na sumali sa kanila ay magiging uri ng ionik. Kalaunan ang makahanap ng mambabasa ay isang halimbawa kung saan, sa pamamagitan ng pagkalkula ng Δ, posible upang matukoy ang uri ng bono ng isang compound.

Mga Equation para sa Elektronegorya

Ipinagpalagay na ang pagkakaiba sa energies ay ang senyas na nagpapakilala sa likas na katangian ng bono, isinagawa ni Pauling ang maraming mga eksperimento na humantong sa kanya upang lumikha ng isang empirikal na expression para sa mga kamag-anak na electronegativities ng dalawang elemento A at B na bumubuo ng isang molekula.

Ang pagtukoy sa elektroneguridad na ito bilang χ (Greek letter "chi"), tinukoy ni Pauling Δ ang mga sumusunod:

f ² Δ = ²

χ (A) - χ (B) = f√Δ = 0.102√Δ

Tandaan na ang Δ ay isang positibong dami. Ang kadahilanan f = 0.102 na lumilitaw sa pamamagitan ng pagpaparami ng parisukat na ugat ng Δ ay ang factor ng conversion sa pagitan ng kJ (kilojoules) at eV (electron-volt), parehong mga yunit ng enerhiya.

Kung sa halip ang mga kilocalories at electron-volt ay ginagamit, ang pagkakaiba sa mga electronegativities ay ipinahayag na may katulad na pormula ngunit may f = 0.208:

χ (A) - χ (B) = 0.208√Δ

Nagsimula si Pauling sa pamamagitan ng pagtatalaga ng hydrogen ng isang halaga ng 2.1, isang nakaraang halaga na nakuha ng chemist na si Robert Mulliken. Pinili niya ang elementong ito bilang kanyang panimulang punto dahil bumubuo ito ng mga covalent bond kasama ang iba pa.

Gamit ang nakaraang equation, ipinagpatuloy niya ang pagtalaga ng mga kamag-anak na halaga sa natitirang mga elemento. Sa gayon, napagtanto niya na ang pagtaas ng electronegativity kapag lumilipat mula kaliwa hanggang kanan at mula sa itaas hanggang sa ibaba sa pana-panahong talahanayan, tulad ng inilarawan sa nakaraang seksyon.

Halimbawa

Nasa ibaba ang isang listahan ng mga elemento: N, J, Y at M at kani-kanilang electronegativities Χ ayon sa scale ng Pauling:

- N : Χ = 4.0

- J : Χ = 1.5

- Y : Χ = 0.9

- M : Χ = 1.6

Kabilang sa mga sumusunod na compound na nabuo sa kanila:

YJ, YN, MN at JM

Ipahiwatig ang isa na may pinakamataas na character na ionic at ang isa na ang likas na katangian ay covalent. Bigyan ng mga kadahilanan ang iyong sagot.

Solusyon

Ayon sa pamantayan na itinatag ni Pauling, ang tambalan na may pinakamataas na character na ionic ang siyang may pinakamalaking pagkakaiba sa pagitan ng mga electronegativities, at samakatuwid ay isang mas malaking halaga ng Δ. Para sa bahagi nito, ang compound na may pinakamababang pagkakaiba sa enerhiya ay ang isa na may isang covalent bond.

Pagkatapos ay kalkulahin natin kung magkano ang halaga ng Δ sa bawat tambalang, tulad ng sumusunod:

Composite YJ

Δ = ² = (0.9 - 1.5) ² = 0.36

Composite YN

Δ = ² = (0.9 - 4.0) ² = 9.61

Composite MN

Δ = ² = (1.6 - 4.0) ² = 5.76

Composite JM

Δ = ² = (1.5 - 1.6) ² = 0.01

Mula sa mga resulta sa itaas, malinaw na ang ionic compound ay YN, na ang Δ = 9.61, samantalang ang covalent compound ay JM, na may Δ = 0.01.

Mga Sanggunian

1. Librete Text ng Chemistry. Pauling Elektronegorya. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org.
2. Aklat na Gintong IUPAC. Elektronegorya. Nabawi mula sa: goldbook.iupac.org.
3. Salas-Banuet, G. Ang hindi pagkakaunawaan na electronegativity. Nabawi mula sa: scielo.org.
4. Mga tekstong pang-agham. Elektronegorya. Nabawi mula sa: textcientificos.com.
5. Whitten, K. 2010. Chemistry. Ika-9. Ed. Brooks / Cole. Pag-aaral ng Cengage.
6. Wikipedia. Covalent bond. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Ionic bond. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.