Elettronegatività

Quali sono i fattori che influenzano l'elettronegatività?

Vediamo alcuni fattori che influenzano l'elettronegatività.

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

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.

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.

Fig. 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.

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.

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.

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

Fig. 2 - Diagramma che mostra il legame dipolo.