元素周期表
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电负性衡量的是原子在化学键中把共用电子拉向自己的能力有多强。这张图按鲍林电负性为每种元素着色:数值在同一周期中从左到右升高,在同一族中自上而下降低,所以右上角的氟是电负性最大的元素,而左下角的铯和钫是最小的。
电负性从第 1 号到第 118 号元素的变化
每种元素一根柱,按原子序数排列。虚线标出结束每个周期的稀有气体,所以重复出现的峰值显示了周期性规律。将鼠标悬停在柱上可查看其数值;下表列出了全部数值。
电负性的含义
当两个原子共用一对电子时,这对电子并不总是被平均分享。电负性较大的原子把电子拉得更近,从而带上微弱的负电荷,使另一个原子带上微弱的正电荷。电负性无法在单个原子上直接测量,它是根据化学键的能量推算出的相对标度。
这里的数值采用鲍林标度,由莱纳斯·鲍林于 1932 年提出,没有单位。大多数金属的数值低于 2,类金属接近 2,非金属高于 2,氢为 2.2。每个单元格在元素名称下方显示数值,表格下方的图例显示从低到高的颜色标度。
电负性的变化趋势
电负性在同一周期中从左到右增大。每前进一步,原子核就多一个质子,而新增的电子进入同一个最外层,彼此的屏蔽作用很弱,所以原子核对成键电子的吸引力更强。在第 2 周期中,数值从锂到氟稳步上升。
电负性在同一族中自上而下减小。每增加一个周期就多一个电子层,所以成键电子离原子核更远,受到的屏蔽也更强。在卤素中,数值从氟经氯、溴下降到碘。
例外和缺失的数值
氦、氖和氩没有鲍林数值,因为它们不形成稳定的化合物,所以它们的单元格显示破折号。氪、氙和氡则有数值,因为它们能形成化合物,主要是与氟形成。较重的锕系元素的数值只是粗略估计,超重元素则没有已知数值。
少数较重的元素打破了平滑的趋势。镓的电负性比它上方的铝略大,因为中间新增的十个 d 电子对原子核的屏蔽很弱。金作为金属电负性异常地大,足以在金化铯(CsAu)等化合物中形成金负离子 Au⁻。
利用电负性预测化学键
两个原子之间的电负性差值能告诉你它们形成哪种化学键。作为经验法则,差值小于约 0.4 时形成非极性共价键,差值在约 0.4 到 1.7 之间时形成极性共价键,差值更大时形成离子键。不同教科书划定的界限略有不同,所以请把它们当作参考。
例如:在水中,氧的电负性为 3.44,氢为 2.2。差值为 3.44 − 2.2 = 1.24,所以每个 O–H 键都是极性共价键,氧端略带负电。在氯化钠中,差值为 3.16 − 0.93 = 2.23,大到足以让氯完全夺走钠的最外层电子,形成离子键。
全部 118 种元素的电负性数值
点击列标题可排序。
| 1 | 氢 | H | 2.2 |
| 2 | 氦 | He | — |
| 3 | 锂 | Li | 0.98 |
| 4 | 铍 | Be | 1.57 |
| 5 | 硼 | B | 2.04 |
| 6 | 碳 | C | 2.55 |
| 7 | 氮 | N | 3.04 |
| 8 | 氧 | O | 3.44 |
| 9 | 氟 | F | 3.98 |
| 10 | 氖 | Ne | — |
| 11 | 钠 | Na | 0.93 |
| 12 | 镁 | Mg | 1.31 |
| 13 | 铝 | Al | 1.61 |
| 14 | 硅 | Si | 1.9 |
| 15 | 磷 | P | 2.19 |
| 16 | 硫 | S | 2.58 |
| 17 | 氯 | Cl | 3.16 |
| 18 | 氩 | Ar | — |
| 19 | 钾 | K | 0.82 |
| 20 | 钙 | Ca | 1 |
| 21 | 钪 | Sc | 1.36 |
| 22 | 钛 | Ti | 1.54 |
| 23 | 钒 | V | 1.63 |
| 24 | 铬 | Cr | 1.66 |
| 25 | 锰 | Mn | 1.55 |
| 26 | 铁 | Fe | 1.83 |
| 27 | 钴 | Co | 1.88 |
| 28 | 镍 | Ni | 1.91 |
| 29 | 铜 | Cu | 1.9 |
| 30 | 锌 | Zn | 1.65 |
| 31 | 镓 | Ga | 1.81 |
| 32 | 锗 | Ge | 2.01 |
| 33 | 砷 | As | 2.18 |
| 34 | 硒 | Se | 2.55 |
| 35 | 溴 | Br | 2.96 |
| 36 | 氪 | Kr | 3 |
| 37 | 铷 | Rb | 0.82 |
| 38 | 锶 | Sr | 0.95 |
| 39 | 钇 | Y | 1.22 |
| 40 | 锆 | Zr | 1.33 |
| 41 | 铌 | Nb | 1.6 |
| 42 | 钼 | Mo | 2.16 |
| 43 | 锝 | Tc | 1.9 |
| 44 | 钌 | Ru | 2.2 |
| 45 | 铑 | Rh | 2.28 |
| 46 | 钯 | Pd | 2.2 |
| 47 | 银 | Ag | 1.93 |
| 48 | 镉 | Cd | 1.69 |
| 49 | 铟 | In | 1.78 |
| 50 | 锡 | Sn | 1.96 |
| 51 | 锑 | Sb | 2.05 |
| 52 | 碲 | Te | 2.1 |
| 53 | 碘 | I | 2.66 |
| 54 | 氙 | Xe | 2.6 |
| 55 | 铯 | Cs | 0.79 |
| 56 | 钡 | Ba | 0.89 |
| 57 | 镧 | La | 1.1 |
| 58 | 铈 | Ce | 1.12 |
| 59 | 镨 | Pr | 1.13 |
| 60 | 钕 | Nd | 1.14 |
| 61 | 钷 | Pm | — |
| 62 | 钐 | Sm | 1.17 |
| 63 | 铕 | Eu | 1.2 |
| 64 | 钆 | Gd | 1.2 |
| 65 | 铽 | Tb | 1.2 |
| 66 | 镝 | Dy | 1.22 |
| 67 | 钬 | Ho | 1.23 |
| 68 | 铒 | Er | 1.24 |
| 69 | 铥 | Tm | 1.25 |
| 70 | 镱 | Yb | 1.1 |
| 71 | 镥 | Lu | 1.27 |
| 72 | 铪 | Hf | 1.3 |
| 73 | 钽 | Ta | 1.5 |
| 74 | 钨 | W | 2.36 |
| 75 | 铼 | Re | 1.9 |
| 76 | 锇 | Os | 2.2 |
| 77 | 铱 | Ir | 2.2 |
| 78 | 铂 | Pt | 2.28 |
| 79 | 金 | Au | 2.54 |
| 80 | 汞 | Hg | 2 |
| 81 | 铊 | Tl | 1.62 |
| 82 | 铅 | Pb | 2.33 |
| 83 | 铋 | Bi | 2.02 |
| 84 | 钋 | Po | 2 |
| 85 | 砹 | At | 2.2 |
| 86 | 氡 | Rn | 2.2 |
| 87 | 钫 | Fr | 0.79 |
| 88 | 镭 | Ra | 0.9 |
| 89 | 锕 | Ac | 1.1 |
| 90 | 钍 | Th | 1.3 |
| 91 | 镤 | Pa | 1.5 |
| 92 | 铀 | U | 1.38 |
| 93 | 镎 | Np | 1.36 |
| 94 | 钚 | Pu | 1.28 |
| 95 | 镅 | Am | 1.3 |
| 96 | 锔 | Cm | 1.3 |
| 97 | 锫 | Bk | 1.3 |
| 98 | 锎 | Cf | 1.3 |
| 99 | 锿 | Es | 1.3 |
| 100 | 镄 | Fm | 1.3 |
| 101 | 钔 | Md | 1.3 |
| 102 | 锘 | No | 1.3 |
| 103 | 铹 | Lr | 1.3 |
| 104 | 𬬻 | Rf | — |
| 105 | 𬭊 | Db | — |
| 106 | 𬭳 | Sg | — |
| 107 | 𬭛 | Bh | — |
| 108 | 𬭶 | Hs | — |
| 109 | 鿏 | Mt | — |
| 110 | 𫟼 | Ds | — |
| 111 | 𬬭 | Rg | — |
| 112 | 鿔 | Cn | — |
| 113 | 鿭 | Nh | — |
| 114 | 鈇 | Fl | — |
| 115 | 镆 | Mc | — |
| 116 | 鉝 | Lv | — |
| 117 | 鿬 | Ts | — |
| 118 | 鿫 | Og | — |