Układ okresowy z wartościami elektroujemności

Co oznacza elektroujemność

Gdy dwa atomy uwspólniają parę elektronów, para ta nie zawsze jest dzielona po równo. Atom bardziej elektroujemny przyciąga elektrony bliżej i zyskuje niewielki ładunek ujemny, pozostawiając drugi atom lekko dodatnim. Elektroujemności nie można zmierzyć bezpośrednio na pojedynczym atomie; jest to skala względna, wyznaczana na podstawie energii wiązań chemicznych.

Wartości podane tutaj pochodzą ze skali Paulinga, wprowadzonej przez Linusa Paulinga w 1932 roku, która nie ma jednostek. Większość metali ma wartości poniżej 2, półmetale są blisko 2, a niemetale powyżej 2, przy czym wodór ma 2,2. Każde pole pokazuje wartość pod nazwą pierwiastka, a legenda pod tabelą pokazuje skalę kolorów od niskich do wysokich wartości.

Trend elektroujemności

Elektroujemność rośnie od lewej do prawej w okresie. Każdy krok dodaje proton do jądra, podczas gdy nowe elektrony trafiają na tę samą powłokę zewnętrzną i słabo się wzajemnie ekranują, więc jądro mocniej przyciąga elektrony wiążące. W okresie 2 wartości rosną stale od litu do fluoru.

Elektroujemność maleje w dół grupy. Każdy nowy okres dodaje powłokę elektronową, więc elektrony wiążące znajdują się dalej od jądra i są lepiej przed nim ekranowane. Wśród fluorowców wartości spadają od fluoru, przez chlor i brom, do jodu.

Wyjątki i brakujące wartości

Hel, neon i argon nie mają wartości w skali Paulinga, ponieważ nie tworzą trwałych związków, więc ich pola pokazują kreskę. Krypton, ksenon i radon mają wartości, ponieważ mogą tworzyć związki, głównie z fluorem. Wartości dla cięższych aktynowców to zgrubne szacunki, a dla pierwiastków superciężkich nie są znane żadne.

Kilka cięższych pierwiastków łamie gładki trend. Gal jest nieco bardziej elektroujemny niż glin nad nim, ponieważ dziesięć elektronów d dodanych pomiędzy słabo ekranuje jądro. Złoto jest niezwykle elektroujemne jak na metal, na tyle, by tworzyć anion aurkowy, Au⁻, w związkach takich jak aurek cezu (CsAu).

Przewidywanie wiązań za pomocą elektroujemności

Różnica elektroujemności między dwoma atomami mówi, jakie wiązanie tworzą. Z grubsza: różnica poniżej około 0,4 daje wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane, różnica między około 0,4 a 1,7 daje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane, a większa różnica daje wiązanie jonowe. Podręczniki wyznaczają te granice nieco inaczej, więc traktuj je jako wskazówkę.

Przykład: w wodzie tlen ma elektroujemność 3,44, a wodór 2,2. Różnica wynosi 3,44 − 2,2 = 1,24, więc każde wiązanie O–H jest kowalencyjne spolaryzowane, a koniec z tlenem jest lekko ujemny. W chlorku sodu różnica wynosi 3,16 − 0,93 = 2,23, co wystarcza, by chlor całkowicie przejął zewnętrzny elektron sodu i utworzył wiązanie jonowe.