電負性解釋

    電負性是元素周期表中所有元素的一個關鍵性質。它被表示為一個數字,這個數字與元素在周期表中吸引電子到其位置的能力有關。在化學鍵中,負電性強的原子獲得額外的電子,帶負電,而負電性弱的原子失去電子,帶正電。
    電負性是化學中一個重要的理論概念,有助於使分子和固體的穩定性、結構和性質合理化。自從美國化學家萊納斯·鮑林在1932年提出電負性的概念以來分子中原子吸引電子的能力它塑造了結構化學、固態化學和物理學等領域的許多思想。
    鮑林提出異質極性共價鍵的鍵能用組成原子的均相鍵能的幾何平均值表示。這對於像氣相這樣的整體係統是正確的,但對於原子尺度的原子數量較少的係統則不明顯。
    電負性是一個基本的概念,對於解釋從化學鍵的能量到化合物的穩定性的各種事物都是必不可少的。它被認為與材料的許多物理特性相關——從機械(如硬度)到電子、光學(如顏色)。
    化學家們提出了各種各樣的電負性定義和尺度。然而,鮑林量表是第一種也是最常見的量表,出現在每一本化學教科書中。
    觀看一個關於電負性,原子結構和性質的信息視頻。

    電負性的定義

    電負性被定義為原子吸引電子密度的趨勢,即化學鍵的極化。
    電負性的定義有很多,大致可以分為光譜性(對孤立原子的定義)和熱化學性(表征鍵能和化合物生成熱)。最廣泛使用的是熱化學鮑林量表,其中電負性的單位是eV1/2
    電負性是一個導出的量,所以它不能直接測量。它是相對於氫的,在鮑林量表上,氫的值為2.20。
    鮑林電負性周期表

    電負性的例子

    氧(O2)分子,兩個原子的電負性相同。共價鍵中的電子被兩個氧原子平均占有。
    氯原子的電負性比氫原子高,所以在HCl分子中,成鍵電子會更靠近Cl而不是H。

    如何測定電負性

    鮑林利用一些化學鍵的能量從熱化學中推導出電負性值。他提出了一個最簡單的公式來計算由於原子間電負性的差異而產生的鍵的穩定性。後來人們發現,用鮑林量表做出的預測精度相當低。
    單靠實驗測定表麵原子的電負性
    純實驗法測定表麵原子的電負性().(a) Si,Al和未知X原子電負性的量級關係。(b) Si(紅色),Al(藍色)ad原子和SiO上的近程E(z)曲線2分別(橙色)。SiO上鍵能的期望值2用淺綠色和深綠色線及其誤差帶表示。插圖顯示了Si, Al ad原子和SiO的典型的AFM地形圖像2在Si(111)-(7x7)表麵上。SiO的球棒模型2奶油色代表Si,紅色代表O。(美國化學學會授權轉載)
    最近,科學家們修改了鮑林的公式,並重新定義了元素的電負性。這導致了一個新的電負性量表的創建(發表於自然通訊元素的熱化學電負性).
    “當我們決定計算鮑林在壓力下的電負性時,一切都開始了,”論文通訊作者阿爾特姆·r·奧加諾夫教授解釋道。“高壓的化學性質非常奇特。盡管如此,一旦你發現了元素的電負性在壓力下是如何變化的,你就可能能夠理解很多事情。我們用鮑林的定義來計算正常情況下的電負性。我們驚訝地發現,他的尺度與顯著離子分子的理論或實驗鍵能都不匹配。”
    他繼續說:“此外,許多化學文獻的出版物提到了這種不一致,但沒有一個提供一致的解決方案。我意識到根本原因是鮑林把分子的離子穩定性當成了一種相加效應。如果我們認為這是一種乘法效應,那麼許多缺點就會被消除。”
    根據新的公式和化學鍵的實驗能量,科學家們測定了所有元素的電負性。他們得到了一個漂亮的比例尺,對電負性的大小差異都適用。
    新的量表使用電負性作為一個無因次的量,這是非常實用的,準確地再現了分子的能量和化學反應。
    鮑林電負性周期表
    新熱化學電負性值周期表。

    電負性最高和最低的元素

    元素周期表中電負性最大的元素是氟(鮑林標度為3.98,周期表右上方為3.98)。電負性最小的元素是銫(鮑林標度為0.79,位於元素周期表倒數第二行)。
    注意,較早的文獻中,鈁和銫的電負性最低,為0.7,但銫的電負性值經實驗修正為0.79。沒有關於鈁的實驗數據,但它的電離能比銫高,所以可以預計,鈁的電負性略高。

    電負性周期表趨勢

    在元素周期表中,當從左到右移動一個周期時,電負性通常會增加。越往下走,越少。
    這意味著電負性最強的元素位於元素周期表的右上方,而電負性最低的元素位於周期表的左下方。
    電負性和電離能遵循相同的元素周期表趨勢。電離能低的元素往往電負性低。這些原子的原子核對電子沒有很強的吸引力。同樣,具有高電離能的元素往往具有高電負性值。原子核對電子有很強的引力。
    Baidu
    map