Periodensystem mit Elektronegativitätswerten

Was Elektronegativität bedeutet

Wenn zwei Atome ein Elektronenpaar teilen, wird das Paar nicht immer gleichmäßig geteilt. Das elektronegativere Atom zieht die Elektronen näher zu sich und erhält eine leicht negative Ladung, während das andere Atom leicht positiv bleibt. Die Elektronegativität lässt sich nicht direkt an einem einzelnen Atom messen; sie ist eine relative Skala, die aus den Energien chemischer Bindungen berechnet wird.

Die Werte hier verwenden die Pauling-Skala, die Linus Pauling 1932 eingeführt hat und die keine Einheit besitzt. Die meisten Metalle haben Werte unter 2, die Halbmetalle liegen nahe bei 2 und die Nichtmetalle darüber, wobei Wasserstoff bei 2,2 liegt. Jede Zelle zeigt den Wert unter dem Namen des Elements, und die Legende unter dem Periodensystem zeigt die Farbskala von niedrig bis hoch.

Der Trend der Elektronegativität

Die Elektronegativität nimmt in einer Periode von links nach rechts zu. Mit jedem Schritt kommt ein Proton im Kern hinzu, während die neuen Elektronen in dieselbe Außenschale eintreten und sich gegenseitig nur schlecht abschirmen, sodass der Kern die Bindungselektronen stärker anzieht. In Periode 2 steigen die Werte von Lithium bis Fluor stetig an.

Die Elektronegativität nimmt in einer Gruppe nach unten ab. Jede neue Periode fügt eine Elektronenschale hinzu, sodass die Bindungselektronen weiter vom Kern entfernt sind und besser von ihm abgeschirmt werden. Bei den Halogenen fallen die Werte von Fluor über Chlor und Brom zu Iod.

Ausnahmen und fehlende Werte

Helium, Neon und Argon haben keinen Pauling-Wert, weil sie keine stabilen Verbindungen bilden; ihre Zellen zeigen daher einen Strich. Krypton, Xenon und Radon haben dagegen Werte, weil sie Verbindungen bilden können, vor allem mit Fluor. Die Werte der schwereren Actinoide sind grobe Schätzungen, und für die superschweren Elemente sind keine bekannt.

Einige schwerere Elemente durchbrechen den gleichmäßigen Trend. Gallium ist etwas elektronegativer als das darüberstehende Aluminium, weil die dazwischen hinzugekommenen zehn d-Elektronen den Kern nur schlecht abschirmen. Gold ist für ein Metall ungewöhnlich elektronegativ, sodass es in Verbindungen wie Caesiumaurid (CsAu) das Aurid-Ion Au⁻ bilden kann.

Bindungen mit der Elektronegativität vorhersagen

Die Elektronegativitätsdifferenz zwischen zwei Atomen verrät dir, welche Art von Bindung sie eingehen. Als Faustregel gilt: Eine Differenz unter etwa 0,4 ergibt eine unpolare kovalente Bindung, eine Differenz zwischen etwa 0,4 und 1,7 ergibt eine polare kovalente Bindung, und eine größere Differenz ergibt eine Ionenbindung. Lehrbücher ziehen diese Grenzen etwas unterschiedlich, betrachte sie also als Orientierung.

Beispiel: In Wasser hat Sauerstoff eine Elektronegativität von 3,44 und Wasserstoff von 2,2. Die Differenz beträgt 3,44 − 2,2 = 1,24, also ist jede O–H-Bindung polar kovalent, wobei das Sauerstoffende leicht negativ ist. In Natriumchlorid beträgt die Differenz 3,16 − 0,93 = 2,23, groß genug, dass Chlor das äußere Elektron des Natriums vollständig übernimmt und eine Ionenbindung entsteht.