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Elettronegatività

Elettronegatività

L'elettronegatività è la capacità di un atomo di attrarre a sé la coppia di elettroni di un legame covalente. Per questo motivo i suoi valori possono essere utilizzati dai chimici per prevedere se i legami tra diversi tipi di atomi sono polari, non polari o ionici. Molti fattori influenzano l'elettronegatività degli atomi; esistono anche tendenze che mettono in relazione gli elementi della tavola periodica con l'elettronegatività.

L'elettronegatività è il potere e la capacità di un atomo di attrarre verso di sé una coppia di elettroni in un legame covalente.

  • Questo articolo tratta dell'elettronegatività, che rientra nella categoria dei legami della chimica fisica.
  • In primo luogo, definiremo l'elettronegatività ed esamineremo i fattori che la influenzano.
  • In seguito, esamineremo le tendenze dell'elettronegatività nella tavola periodica.
  • Quindi, esamineremo l'elettronegatività e il legame.
  • Verrà quindi messa in relazione l'elettronegatività e la polarizzazione dei legami.
  • Infine, esamineremo la formula dell'elettronegatività.

Quali sono i fattori che influenzano l'elettronegatività?

Vediamo alcuni fattori che influenzano l'elettronegatività.

Raggio atomico

La distanza tra gli elettroni esterni del guscio più esterno e il nucleo è nota come raggio atomico.

Quanto più breve è la distanza tra gli elettroni esterni negativi e il nucleo positivo, tanto più forte è l'attrazione tra loro. Ciò significa che se gli elettroni sono più lontani dal nucleo, l'attrazione sarà più debole. Pertanto, se il raggio atomico diminuisce, l'elettronegatività aumenta.

Carica nucleare

La carica nucleare è nota anche come numero di protoni nel nucleo.

Gli elettroni carichi negativamente e i protoni carichi positivamente sono attratti l'uno dall'altro. Per questo motivo, se il numero di protoni aumenta, aumenta anche l'attrazione nucleare verso gli elettroni esterni.

Attenzione! Non confondere la carica nucleare con un elemento o un composto dotato di carica.

Schermatura

Se si aumenta il numero di sottogusci e gusci interni di un atomo, l'elettronegatività diminuisce. Questo perché gli elettroni dei gusci interni "schermano" gli elettroni esterni dall'attrazione del nucleo, facendo diminuire l'attrazione tra gli elettroni esterni e il nucleo. Pertanto, l'aggiunta di ulteriori sottogusci e gusci interni fa sì che gli elettroni esterni siano meno attratti dal nucleo.

Tendenze dell'elettronegatività nella tavola periodica

Vediamo alcune tendenze di base dell'elettronegatività, che in genere sono valide per la tavola periodica.

Elettronegatività di un gruppo

L'elettronegatività diminuisce scendendo di gruppo nella tavola periodica. La carica nucleare aumenta con l'aggiunta di protoni al nucleo. Tuttavia, aumenta anche l'effetto di schermatura, poiché in ogni elemento, scendendo di gruppo, c'è un guscio di elettroni riempito in più. Il raggio atomico dell'atomo aumenta man mano che si scende nel gruppo, poiché si aggiungono più gusci di elettroni, il che rende l'atomo più grande. Ciò comporta un aumento della distanza tra il nucleo e gli elettroni più esterni, il che significa che la forza di attrazione tra loro è più debole.

Elettronegatività attraverso un periodo

Man mano che si passa da un periodo all'altro della tavola periodica, l'elettronegatività aumenta. La carica nucleare aumenta perché aumenta il numero di protoni nel nucleo. Tuttavia, la schermatura rimane costante poiché non vengono aggiunti nuovi gusci agli atomi e gli elettroni vengono aggiunti ogni volta allo stesso guscio. Di conseguenza, il raggio atomico diminuisce perché il guscio più esterno viene avvicinato al nucleo, quindi la distanza tra il nucleo e gli elettroni più esterni diminuisce. Ciò si traduce in una maggiore attrazione per la coppia di elettroni di legame.

Elettronegatività Tavola periodica StudySmarterFig. 1 - Diagramma che mostra l'andamento dell'elettronegatività nella tavola periodica.

Elettronegatività degli elementi e legame

La scala di Pauling è una scala numerica di elettronegatività che può essere utilizzata per prevedere la percentuale di carattere ionico o covalente di un legame chimico. La scala di Pauling varia da 0 a 4.

Gli alogeni sono gli elementi più elettronegativi della Tavola Periodica; il fluoro è l'elemento più elettronegativo in assoluto, con un valore di 4,0. Gli elementi meno elettronegativi hanno un valore di circa 0,7; sono il cesio e il francio.

I legami covalenti singoli possono essere formati dalla condivisione di una coppia di elettroni tra due atomi.

Esempi di molecole costituite da un singolo elemento sono i gas biatomici e molecole come H2, Cl2 e O2. Le molecole costituite da un singolo elemento contengono legami puramente covalenti. In queste molecole, la differenza di elettronegatività è pari a zero, poiché entrambi gli atomi hanno lo stesso valore di elettronegatività e, quindi, la condivisione della densità elettronica è uguale tra i due atomi. Ciò significa che l'attrazione verso la coppia di elettroni di legame è uguale, dando luogo a un legame covalente non polare.

Tuttavia, quando atomi con diversa elettronegatività formano una molecola, la condivisione della densità elettronica non è equamente distribuita tra gli atomi. Ciò comporta la formazione di un legame covalente polare. In questo caso, l'atomo più elettronegativo (quello con il valore più alto nella scala di Pauling) attrae verso di sé la coppia di elettroni di legame. In questo modo, sulla molecola compaiono cariche parziali, poiché l'atomo più elettronegativo acquista una carica negativa parziale, mentre l'atomo meno elettronegativo acquista una carica positiva parziale.

Un legame ionico si forma quando un atomo trasferisce completamente i suoi elettroni a un altro atomo che ne guadagna. Questo avviene quando c'è una differenza sufficientemente grande tra i valori di elettronegatività dei due atomi in una molecola; l'atomo meno elettronegativo trasferisce i suoi elettroni all'atomo più elettronegativo. L'atomo che perde i suoi elettroni diventa un catione, che è una specie con carica positiva, mentre l'atomo che guadagna gli elettroni diventa un anione, che è una specie con carica negativa. Composti come l'ossido di magnesio (MgO), il cloruro di sodio (NaCl) e il fluoruro di calcio (CaF2) ne sono un esempio.

Di solito, se la differenza di elettronegatività è superiore a 2,0, è probabile che il legame sia ionico. Se la differenza è inferiore a 0,5, il legame sarà un legame covalente non polare. Se la differenza di elettronegatività è compresa tra 0,5 e 1,9, si tratta di un legame covalente polare.

Differenza di elettronegatività
Tipo di legame
>2.0
ionico
0,5 a 1,9
covalente polare
<0.5
non polare, covalente

È importante ricordare che il legame è uno spettro e alcuni confini non sono netti. Alcune fonti sostengono che un legame covalente polare sia solo fino a 1,6 nella differenza di elettronegatività. Ciò significa che i legami devono essere valutati caso per caso, piuttosto che attenersi sempre alle regole di cui sopra.

Vediamo alcuni esempi. Prendiamo il LiF:

La differenza di elettronegatività è 4,0 - 1,0 = 3,0, quindi si tratta di un legame ionico.

HF:

La differenza di elettronegatività è 4,0 - 2,1 = 1,9, quindi si tratta di un legame covalente polare.

CBr:

La differenza di elettronegatività è 2,8 - 2,5 = 0,3, quindi si tratta di un legame covalente non polare.

Formula di elettronegatività

Come mostrato sopra, è possibile vedere tutti i valori di elettronegatività di Pauling degli elementi da un'apposita Tavola Periodica. Per calcolare la polarità di legame di una molecola, è necessario sottrarre il valore di elettronegatività più piccolo da quello più grande.

Il carbonio ha un valore di elettronegatività pari a 2,5, mentre il cloro ha un valore pari a 3,0. Quindi, se dovessimo trovare l'elettronegatività del legame C-Cl, sapremmo la differenza tra i due. the difference between the two.

Quindi, 3.0 - 2.5 = 0.5.

Elettronegatività e polarizzazione

Se i due atomi hanno elettronegatività simili, allora gli elettroni si trovano al centro dei due nuclei; il legame sarà non polare. Ad esempio, tutti i gas biatomici come H2 e Cl2 hanno legami covalenti che non sono polari poiché le elettronegatività degli atomi sono uguali. Pertanto, anche l'attrazione degli elettroni verso entrambi i nuclei è uguale.

Un dipolo è una differenza nella distribuzione della carica tra due atomi legati, causata da uno spostamento della densità di elettroni nel legame. La distribuzione della densità elettronica dipende dall'elettronegatività di ciascun atomo.

Un legame è detto più polare se la differenza di elettronegatività è maggiore. Pertanto, si verifica un maggiore spostamento della densità elettronica.

Per un approfondimento su questo tema, si rimanda a Polarità.

Elettronegatività Dipolo elettrogenativo StudySmarterFig. 2 - Diagramma che mostra il legame dipolo.

Elettronegatività - Punti chiave

  • I fattori che influenzano l'elettronegatività sono il raggio atomico, la carica nucleare e la schermatura.
  • Scendendo di gruppo nella tavola periodica, l'elettronegatività diminuisce.
  • Passando da un periodo all'altro della tavola periodica, l'elettronegatività aumenta.
  • La scala di Pauling può essere utilizzata per prevedere la percentuale di carattere ionico o covalente di un legame chimico.
  • Le molecole biatomiche hanno una differenza di elettronegatività pari a zero, poiché entrambi gli atomi hanno lo stesso valore di elettronegatività.
  • Maggiore è la differenza di elettronegatività degli elementi che formano il legame, maggiore è la possibilità che il legame sia ionico.
  • L'atomo più elettronegativo attira verso di sé la coppia di elettroni di legame.
  • Un legame è non polare se i due atomi hanno elettronegatività simili.
  • Un dipolo è una differenza di carica tra due atomi legati, causata da uno spostamento della densità di elettroni nel legame.
  • Per calcolare l'elettronegatività di una molecola è necessario sottrarre il valore di elettronegatività minore da quello maggiore.

Domande frequenti riguardo Elettronegatività

L'elettronegatività è il potere e la capacità di un atomo di attrarre verso di sé una coppia di elettroni in un legame covalente. L'elettronegatività diminuisce scendendo di gruppo nella tavola periodica mentre aumenta passando da un periodo all'altro.

L'elettronegatività consiste nella capacità di un atomo di attrarre verso di sé una coppia di elettroni di un legame covalente. 

Più elettronegativo significa che ha maggior tendenza ad attrarre elettroni.

Un elemento è più elettronegativo quando ha il valore più alto nella scala di Pauling.

Quiz Finale Elettronegatività

Domanda

Come si fa a prevedere se un legame è polare?

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Risposta

Se la differenza di elettronegatività è compresa tra 0,5 e 1,9, il legame è un legame covalente polare.

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Domanda

Che cos'è l'elettronegatività?

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Risposta

L'elettronegatività è il potere e la capacità di un atomo di attrarre e tirare verso di sé una coppia di elettroni in un legame covalente. 

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Domanda

Quali sono i tre fattori che influenzano l'elettronegatività?

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Risposta

  • Raggio atomico
  • Carica nucleare
  • Schermatura

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Domanda

Spiegare l'andamento dell'elettronegatività scendendo nel gruppo

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Risposta

Scendendo di gruppo nella tavola periodica, l'elettronegatività diminuisce. La carica nucleare aumenta con l'aggiunta di protoni al nucleo. Tuttavia, aumenta anche l'effetto di schermatura, poiché in ogni elemento che scende di gruppo c'è un guscio elettronico riempito in più. Il raggio atomico dell'atomo aumenta man mano che si scende nel gruppo, poiché si aggiungono altri gusci di elettroni, e questo rende l'atomo più grande. Ciò comporta un aumento della distanza tra il nucleo e gli elettroni più esterni, il che significa che la forza di attrazione tra loro è più debole. 

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Domanda

Spiegare le tendenze dell'elettronegatività attraverso un periodo


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Risposta

Quando si passa da un periodo all'altro della tavola periodica, l'elettronegatività aumenta. La carica nucleare aumenta perché aumenta il numero di protoni nel nucleo. Tuttavia, la schermatura rimane costante poiché non vengono aggiunti nuovi gusci agli atomi e gli elettroni vengono aggiunti ogni volta allo stesso guscio. Di conseguenza, il raggio atomico diminuisce perché il guscio più esterno viene avvicinato al nucleo e la distanza tra il nucleo e gli elettroni più esterni diminuisce. Ciò si traduce in una maggiore attrazione per la coppia di elettroni di legame.

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Domanda

Che cos'è un dipolo?


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Risposta

Un dipolo è una differenza di carica tra due atomi legati, causata da uno spostamento della densità di elettroni nel legame.

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Domanda

Che cos'è la scala di Pauling?


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Risposta

La scala di Pauling è una scala numerica di valori di elettronegatività che può essere utilizzata per prevedere il carattere del legame (covalente non polare, covalente polare o ionico).

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Domanda

Qual è l'elemento più elettronegativo della tavola periodica? 


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Risposta

Il fluoro è l'elemento più elettronegativo con un'elettronegatività di 4,0.

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Domanda

Come si calcola la polarità di legame di una molecola?

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Risposta

Per calcolare la polarità di legame di una molecola è necessario sottrarre il valore di elettronegatività più piccolo da quello più grande.

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Domanda

Che cos'è la densità di elettroni?


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Risposta

La concentrazione di elettroni nella nube di elettroni di un atomo.

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Domanda

Che cos'è un legame covalente polare?


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Risposta

Un legame covalente polare è un legame in cui gli elettroni sono condivisi in modo diseguale

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Domanda

Che cos'è un legame covalente non polare?

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Risposta

Un legame covalente non polare è un legame in cui gli elettroni sono condivisi equamente.

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Domanda

In termini di elettronegatività, come si fa a sapere se un legame è probabilmente ionico?


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Risposta

Se la differenza dei valori di elettronegatività è superiore a 2,0, è probabile che il legame sia ionico.

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Domanda

Quali sono gli elementi meno elettronegativi?


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Risposta

Gli elementi meno elettronegativi hanno un valore di circa 0,7 e sono il cesio e il francio.

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Domanda

Come si fa a prevedere se un legame non è polare?

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Risposta

Se la differenza dei valori di elettronegatività è inferiore a 0,5, il legame è un legame covalente non polare.

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