V komplexných zlúčeninách pozostávajúcich z atómov rôznych prvkov bude hustota elektrónov vždy posunutá k jednému, „najsilnejšiemu“ susedovi. Napríklad v molekule vody (H 2 O) bude víťazom kyslík a v kyseline chlorovodíkovej (HCl) vyhrá súboj atóm chlóru. Ako sa naučiť určiť túto silu? Na to stačí rozobrať, čo je elektronegativita. Začnime.

Atómy a prvky

Prvá vec, ktorú si treba osvojiť, je rozdiel medzi atómom a prvkom. Predpokladajme, že v molekule HNO 3 je až päť atómov a iba tri prvky, ktorými sú vodík (H), dusík (N) a kyslík (O). Ak bol názov nejakej ikony alebo symbolu vymazaný z pamäte, potom príde na záchranu Mendelejevov periodický systém.

Len vymenúva všetky prvky, ktoré dnes existujú. Prvý problém je teda prekonaný. Priblížme si otázku, čo je elektronegativita.

Paulingova stupnica

Na školách a univerzitách na identifikáciu úplne najsilnejšieho atómu, ktorý na seba stiahne elektrónovú hustotu slabších „susedov“, bude stačiť Paulingova stupnica. Nemali by ste sa báť. Všetko je tu mimoriadne jednoduché. Relatívna elektronegativita chemických prvkov je usporiadaná vzostupne a pohybuje sa v rozmedzí 0,7-4,0. Logika je tu jasná: kto má túto hodnotu, je väčší, ten je silnejší.

Hodnota „0,7“ patrí najaktívnejšiemu kovu – Francúzsku. Tu prehráva úplne s každým, teda je najmenej elektronegatívny (najelektropozitívny). Fluór sa môže pochváliť maximálnou hodnotou štyri. Preto sa mu v sile nevyrovná.

Dokonca aj bez toho, aby ste skutočne pochopili, čo je elektronegativita, v akejkoľvek komplexnej zlúčenine obsahujúcej fluór môžete okamžite určiť víťaza. Kto prevezme elektrónovú hustotu vo fluoride lítnom (LiF)? Samozrejme, fluór. Ktorý prvok je elektronegatívny vo fluoride kremičitom (SiF 4)? Samozrejme opäť fluór.

Upevňujeme minulosť

Po analýze toho, čo je elektronegativita, podporme teóriu príkladmi. Poďme sa naučiť, ako identifikovať najsilnejší prvok prítomný v zlúčenine. Zoberme si molekulu kyseliny sírovej (H 2 SO 4). Pomocou Paulingovej stupnice určíme relatívnu elektronegativitu všetkých troch požadovaných prvkov. Pre vodík to bude 2,1. Hodnota pre síru je o niečo vyššia - 2,6. Jasným lídrom ale bude kyslík, ktorý má maximálnu hodnotu 3,5. To znamená, že kyslík bude najviac elektronegatívnym prvkom v molekule H 2 SO 4 . Takto je možné určiť hodnotu elektronegativity akéhokoľvek prvku.

Elektronegativita (EO) je schopnosť atómov priťahovať elektróny, keď sa viažu s inými atómami .

Elektronegativita závisí od vzdialenosti medzi jadrom a valenčnými elektrónmi a od toho, ako blízko je valenčný obal dokončený. Čím menší je polomer atómu a čím viac valenčných elektrónov, tým vyššie je jeho ER.

Fluór je najviac elektronegatívny prvok. Po prvé, vo valenčnom obale má 7 elektrónov (pred oktetom chýba iba 1 elektrón) a po druhé, tento valenčný obal (…2s 2 2p 5) sa nachádza blízko jadra.

Najmenej elektronegatívne atómy sú alkalické kovy a kovy alkalických zemín. Majú veľké polomery a ich vonkajšie elektrónové obaly nie sú ani zďaleka úplné. Je pre nich oveľa jednoduchšie dať svoje valenčné elektróny inému atómu (potom sa predvonkajší obal dokončí), ako „získať“ elektróny.

Elektronegativita môže byť vyjadrená kvantitatívne a usporiadať prvky vo vzostupnom poradí. Najčastejšie sa používa stupnica elektronegativity, ktorú navrhol americký chemik L. Pauling.

Rozdiel v elektronegativite prvkov v zlúčenine ( ΔX) nám umožní posúdiť typ chemickej väzby. Ak je hodnota ∆ X= 0 - spojenie kovalentné nepolárne.

Pri rozdiele elektronegativity do 2,0 sa väzba nazýva kovalentné polárne, napríklad: väzba H-F v molekule fluorovodíka HF: Δ X \u003d (3,98 - 2,20) \u003d 1,78

Do úvahy prichádzajú väzby s rozdielom elektronegativity väčším ako 2,0 iónový. Napríklad: väzba Na-Cl v zlúčenine NaCl: Δ X \u003d (3,16 - 0,93) \u003d 2,23.

Oxidačný stav

Oxidačný stav (CO) je podmienený náboj atómu v molekule, vypočítaný za predpokladu, že molekula pozostáva z iónov a je vo všeobecnosti elektricky neutrálna.

Keď sa vytvorí iónová väzba, elektrón prechádza z menej elektronegatívneho atómu na viac elektronegatívny, atómy strácajú elektrickú neutralitu a menia sa na ióny. existujú celočíselné poplatky. Keď sa vytvorí kovalentná polárna väzba, elektrón sa neprenesie úplne, ale čiastočne, takže vznikajú čiastočné náboje (na obrázku nižšie HCl). Predstavme si, že elektrón prešiel úplne z atómu vodíka na chlór a na vodíku sa objavil celý kladný náboj +1 a na chlóre -1. takéto podmienené náboje sa nazývajú oxidačný stav.

Tento obrázok ukazuje oxidačné stavy charakteristické pre prvých 20 prvkov.
Poznámka. Najvyššia SD sa zvyčajne rovná číslu skupiny v periodickej tabuľke. Kovy hlavných podskupín majú jeden charakteristický CO, nekovy majú spravidla rozšírenie CO. Preto nekovy tvoria veľké množstvo zlúčenín a v porovnaní s kovmi majú „rozmanitejšie“ vlastnosti.

Príklady stanovenia stupňa oxidácie

Stanovme oxidačné stavy chlóru v zlúčeninách:

Pravidlá, ktoré sme zvážili, nám nie vždy umožňujú vypočítať CO všetkých prvkov, ako napríklad v danej molekule aminopropánu.

Tu je vhodné použiť nasledujúcu metódu:

1) Znázorňujeme štruktúrny vzorec molekuly, pomlčka je väzba, elektrónový pár.

2) Pomlčku zmeníme na šípku smerujúcu k viac atómu EO. Táto šípka symbolizuje prechod elektrónu na atóm. Ak sú spojené dva rovnaké atómy, čiaru necháme tak, ako je - nedochádza k prenosu elektrónov.

3) Spočítame, koľko elektrónov „prišlo“ a „odišlo“.

Zvážte napríklad náboj na prvom atóme uhlíka. Tri šípky smerujú k atómu, čo znamená, že dorazili 3 elektróny, náboj je -3.

Druhý atóm uhlíka: vodík mu dal elektrón a dusík vzal jeden elektrón. Poplatok sa nezmenil, rovná sa nule. Atď.

Valence

Valence(z latinského valēns "mať silu") - schopnosť atómov vytvárať určitý počet chemických väzieb s atómami iných prvkov.

Valencia v podstate znamená schopnosť atómov vytvárať určitý počet kovalentných väzieb. Ak má atóm n nepárové elektróny a m osamelé elektrónové páry, potom môže vzniknúť tento atóm n+m kovalentné väzby s inými atómami, t.j. jeho valencia bude n+m. Pri hodnotení maximálnej valencie treba vychádzať z elektronickej konfigurácie „excitovaného“ stavu. Napríklad maximálna valencia atómu berýlia, bóru a dusíka je 4 (napríklad v Be (OH) 4 2-, BF 4 - a NH 4 +), fosfor - 5 (PCl 5), síra - 6 (H2S04), chlór - 7 (Cl207).

V niektorých prípadoch sa valencia môže numericky zhodovať s oxidačným stavom, ale v žiadnom prípade nie sú navzájom totožné. Napríklad v molekulách N 2 a CO sa realizuje trojitá väzba (to znamená, že valencia každého atómu je 3), ale oxidačný stav dusíka je 0, uhlík +2, kyslík -2.

Keď prvky interagujú, elektrónové páry sa vytvárajú prijímaním alebo vydávaním elektrónov. Schopnosť atómu ťahať elektróny nazval Linus Pauling elektronegativita chemických prvkov. Pauling upravil elektronegativitu prvkov od 0,7 do 4.

Čo je elektronegativita?

Elektronegativita (EO) je kvantitatívna charakteristika prvku, ktorá ukazuje silu, ktorou sú elektróny priťahované jadrom atómu. EO tiež charakterizuje schopnosť držať valenčné elektróny vo vonkajšej energetickej hladine.

Ryža. 1. Štruktúra atómu.

Schopnosť dávať alebo prijímať elektróny určuje, či prvky patria kovom alebo nekovom. Prvky, ktoré ľahko darujú elektróny, majú výrazné kovové vlastnosti. Prvky, ktoré prijímajú elektróny, vykazujú nekovové vlastnosti.

Elektronegativita sa prejavuje v chemických zlúčeninách a ukazuje posun elektrónov smerom k jednému z prvkov.

Elektronegativita sa v Mendelejevovej periodickej tabuľke zvyšuje zľava doprava a klesá zhora nadol.

Ako určiť

Hodnotu môžete určiť pomocou tabuľky elektronegativity chemických prvkov alebo Paulingovej stupnice. Elektronegativita lítia sa berie ako jednota.

Oxidačné činidlá a halogény majú najvyšší EO. Hodnota ich elektronegativity je väčšia ako dva. Držiteľom rekordu je fluór s elektronegativitou 4.

Ryža. 2. Tabuľka elektronegativity.

Najmenšie EC (menej ako dva) majú kovy prvej skupiny periodickej tabuľky. Sodík, lítium, draslík sa považujú za aktívne kovy, pretože. je pre nich jednoduchšie rozlúčiť sa s jediným valenčným elektrónom, ako prijať chýbajúce elektróny.

Niektoré prvky sú medzi tým. Ich elektronegativita sa blíži k dvom. Takéto prvky (Si, B, As, Ge, Te) vykazujú kovové a nekovové vlastnosti.

Na uľahčenie porovnania EO sa používa rad prvkov elektronegativity. Vľavo sú kovy, vpravo nekovy. Čím bližšie k okrajom, tým je prvok aktívnejší. Cézium je najsilnejšie redukčné činidlo, ľahko daruje elektróny a má najnižšiu elektronegativitu. Fluór je aktívne oxidačné činidlo schopné priťahovať elektróny.

Ryža. 3. Séria elektronegativity.

V nekovových zlúčeninách prvky s vyšším EC priťahujú elektróny. Kyslík s elektronegativitou 3,5 priťahuje atómy uhlíka a síry s elektronegativitou 2,5.

Čo sme sa naučili?

Elektronegativita udáva, do akej miery si jadro atómu zachováva valenčné elektróny. V závislosti od hodnoty EC sú prvky schopné darovať alebo prijímať elektróny. Prvky s väčšou elektronegativitou priťahujú elektróny a vykazujú nekovové vlastnosti. Prvky, ktorých atómy darujú elektróny, majú ľahko kovové vlastnosti. Niektoré prvky majú podmienečne neutrálny EO (asi dva) a môžu vykazovať kovové a nekovové vlastnosti. Stupeň EO sa v periodickej tabuľke zvyšuje zľava doprava a zdola nahor.

Termín je široko používaný v chémii. elektronegativita (EO) - vlastnosť atómov daného prvku ťahať elektróny z atómov iných prvkov v zlúčeninách sa nazýva elektronegativita. Elektronegativita lítia sa bežne berie ako jednota, EC ostatných prvkov sa vypočítava podľa toho. Existuje stupnica hodnôt prvkov EO.

Číselné hodnoty prvkov EO majú približné hodnoty: je to bezrozmerná veličina. Čím vyššie je EC prvku, tým výraznejšie sú jeho nekovové vlastnosti. Podľa EO môžu byť prvky zapísané takto:

F > O > Cl > Br > S > P > C > H > Si > Al > Mg > Ca > Na > K > Cs

Najvyššiu hodnotu EO má fluór. Pri porovnaní hodnôt EO prvkov od francia (0,86) po fluór (4,1) je ľahké vidieť, že EO sa riadi periodickým zákonom. V periodickom systéme prvkov sa EO v perióde zvyšuje so zvyšovaním počtu prvkov (zľava doprava) a v hlavných podskupinách klesá (zhora nadol). V obdobiach, keď sa náboje jadier atómov zvyšujú, počet elektrónov na vonkajšej vrstve sa zvyšuje, polomer atómov sa zmenšuje, a preto sa znižuje ľahkosť odovzdávania elektrónov, zvyšuje sa EO, a preto sa nekovové vlastnosti sa zvyšujú.

Rozdiel v elektronegativite prvkov v zlúčenine (ΔX) umožní posúdiť typ chemickej väzby.

Ak je hodnota Δ X \u003d 0 - nepolárna kovalentná väzba.

S rozdielom v elektronegativite väzba do 2,0 sa nazýva kovalentná polárna, napríklad: väzba H-F v molekule fluorovodíka HF: Δ X \u003d (3,98 - 2,20) \u003d 1,78

Spojenie s rozdielom v elektronegativite väčšie ako 2,0 sa považujú za iónové. Napríklad: väzba Na-Cl v zlúčenine NaCl: Δ X \u003d (3,16 - 0,93) \u003d 2,23.

Elektronegativita závisí od vzdialenosti medzi jadrom a valenčnými elektrónmi, a ako blízko je dokončená valenčná škrupina.Čím menší je polomer atómu a čím viac valenčných elektrónov, tým vyššie je jeho ER.

Fluór je najviac elektronegatívny prvok. Po prvé má na valenčnom obale 7 elektrónov (pred oktetom chýba len 1 elektrón) a po druhé sa tento valenčný obal nachádza blízko jadra.

Najmenej elektronegatívne atómy sú alkalické kovy a kovy alkalických zemín. Majú veľké polomery a ich vonkajšie elektrónové obaly nie sú ani zďaleka úplné. Je pre nich oveľa jednoduchšie dať svoje valenčné elektróny inému atómu (potom sa predvonkajší obal dokončí), ako „získať“ elektróny.

Elektronegativita môže byť vyjadrená kvantitatívne a usporiadať prvky vo vzostupnom poradí. Najčastejšie používané stupnice elektronegativity, ktorú navrhol americký chemik L. Pauling.

Oxidačný stav

Zlúčeniny zložené z dvoch chemických prvkov sa nazývajú binárne(z lat. bi - dva), alebo dvojprvkové (NaCl, HCl). V prípade iónovej väzby v molekule NaCl odovzdáva atóm sodíka svoj vonkajší elektrón atómu chlóru a mení sa na ión s nábojom +1, zatiaľ čo atóm chlóru prijíma elektrón a mení sa na ión s nábojom. z -1. Schematicky možno proces premeny atómov na ióny znázorniť takto:

Počas chemickej interakcie v molekule HCl sa spoločný elektrónový pár posunie smerom k viac elektronegatívnemu atómu. Napríklad, t.j. elektrón sa neprenesie úplne z atómu vodíka na atóm chlóru, ale čiastočne, čím spôsobí čiastočný náboj atómov δ: H +0,18 Cl -0,18. Ak si predstavíme, že v molekule HCl, ako aj v chloridu NaCl, elektrón úplne prešiel z atómu vodíka na atóm chlóru, potom by dostali náboje +1 a -1:

Takéto podmienené poplatky sú tzv oxidačný stav. Pri definovaní tohto pojmu sa podmienečne predpokladá, že v kovalentných polárnych zlúčeninách sa väzbové elektróny úplne preniesli na viac elektronegatívny atóm, a preto zlúčeniny pozostávajú iba z kladne a záporne nabitých atómov.

Oxidačný stav je podmienený náboj atómov chemického prvku v zlúčenine, vypočítaný na základe predpokladu, že všetky zlúčeniny (iónové aj kovalentne polárne) pozostávajú iba z iónov. Oxidačný stav môže mať zápornú, kladnú alebo nulovú hodnotu, ktorá je zvyčajne umiestnená nad symbolom prvku v hornej časti, napríklad:

Tie atómy, ktoré prijali elektróny z iných atómov alebo ku ktorým sú vytlačené spoločné elektrónové páry, majú zápornú hodnotu pre oxidačný stav, teda atómy viac elektronegatívnych prvkov. Tie atómy, ktoré darujú svoje elektróny iným atómom alebo z ktorých sú získané spoločné elektrónové páry, majú kladný oxidačný stav, teda atómy menej elektronegatívnych prvkov. Nulová hodnota oxidačného stavu má atómy v molekulách jednoduchých látok a atómy vo voľnom stave, napr.

V zlúčeninách je celkový oxidačný stav vždy nulový.

Valence

Valencia atómu chemického prvku je určená predovšetkým počtom nepárových elektrónov, ktoré sa podieľajú na tvorbe chemickej väzby.

Valenčné možnosti atómov sú určené:

Počet nepárových elektrónov (jednoelektrónové orbitály);

Prítomnosť voľných orbitálov;

Prítomnosť osamelých párov elektrónov.

V organickej chémii pojem „valencia“ nahrádza pojem „oxidačný stav“, s ktorým sa bežne pracuje v anorganickej chémii. Nie sú však rovnaké. Valencia nemá žiadne znamienko a nemôže byť nula, zatiaľ čo oxidačný stav je nevyhnutne charakterizovaný znamienkom a môže mať hodnotu rovnú nule.

V podstate sa valencia vzťahuje na schopnosť atómov tvoriť určitý počet kovalentných väzieb. Ak má atóm n nepárových elektrónov a m nezdieľaných elektrónových párov, potom tento atóm môže vytvárať n + m kovalentných väzieb s inými atómami, t.j. jeho valencia sa bude rovnať n + m. Pri hodnotení maximálnej valencie treba vychádzať z elektronickej konfigurácie „excitovaného“ stavu. Napríklad maximálna valencia atómu berýlia, bóru a dusíka je 4.

Trvalé valencie:

• H, Na, Li, K, Rb, Cs - Oxidačný stav I
• O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd - Oxidačný stav II
• B, Al, Ga, In — Oxidačný stav III

Valenčné premenné:

• Cu - I a II
• Fe, Co, Ni - II a III
• C, Sn, Pb - II a IV
• P- III a V
• Cr- II, III a VI
• S- II, IV a VI
• Mn- II, III, IV, VI a VII
• N- II, III, IV a V
• Cl- I, IV, VIAVII

Pomocou valencií môžete zostaviť vzorec zlúčeniny.

Chemický vzorec je podmienený záznam zloženia látky pomocou chemických znakov a indexov.

Napríklad: H 2 O je vzorec vody, kde H a O sú chemické znaky prvkov, 2 je index, ktorý ukazuje počet atómov tohto prvku, ktoré tvoria molekulu vody.

Pri pomenovaní látok s premenlivou mocnosťou treba uviesť jej mocnosť, ktorá sa uvádza v zátvorkách. Napríklad P 2 0 5 - oxid fosforečný (V)

I. Oxidačný stav voľných atómov a atómov v molekulách jednoduché látky rovná sa nula— Nie 0 , R 4 0 , O 2 0

II. IN komplexná látka algebraický súčet CO všetkých atómov, berúc do úvahy ich indexy, sa rovná nule = 0. a v komplexný ión jeho náboj.

Napríklad:

Poďme napríklad analyzovať niekoľko zlúčenín a zistiť valenciu chlór:

Referenčný materiál na úspešné absolvovanie testu:

Mendelejevov stôl

Tabuľka rozpustnosti

Aktivitu jednoduchých látok zistíte pomocou tabuľky elektronegativity chemických prvkov. Označuje sa ako χ. Prečítajte si viac o koncepte činnosti v našom článku.

Čo je elektronegativita

Vlastnosť atómu chemického prvku priťahovať k sebe elektróny iných atómov sa nazýva elektronegativita. Prvýkrát tento koncept predstavil Linus Pauling v prvej polovici dvadsiateho storočia.

Všetky účinné jednoduché látky možno rozdeliť do dvoch skupín podľa fyzikálnych a chemických vlastností:

• kovy;
• nekovy.

Všetky kovy sú redukčné činidlá. Pri reakciách darujú elektróny a majú kladný oxidačný stav. Nekovy môžu vykazovať vlastnosti redukčných a oxidačných činidiel v závislosti od hodnoty elektronegativity. Čím vyššia je elektronegativita, tým silnejšie sú vlastnosti oxidačného činidla.

Ryža. 1. Pôsobenie oxidačného činidla a redukčného činidla v reakciách.

Pauling vytvoril stupnicu elektronegativity. V súlade s Paulingovou stupnicou má najvyššiu elektronegativitu fluór (4) a najnižšiu francium (0,7). To znamená, že fluór je najsilnejším oxidačným činidlom a je schopný priťahovať elektróny z väčšiny prvkov. Naopak, francium, podobne ako iné kovy, je redukčné činidlo. Snaží sa elektróny dávať, nie prijímať.

Elektronegativita je jedným z hlavných faktorov, ktoré určujú typ a vlastnosti chemickej väzby vytvorenej medzi atómami.

Ako určiť

Vlastnosti prvkov priťahovať alebo darovať elektróny možno určiť zo série elektronegativity chemických prvkov. Prvky s hodnotou vyššou ako dva sú podľa stupnice okysličovadlami a vykazujú vlastnosti typického nekovu.

Číslo položky	Prvok	Symbol	Elektronegativita
	stroncium
	Ytterbium
	Prazeodym
	Prometheus
	Americium
	Gadolínium
	Dysprosium
	Plutónium
	Kaliforniu
	Einsteinium
	Mendelevium
	Zirkónium
	Neptúnium
	Protaktínium
	mangán
	Berýlium
	hliník
	technécium
	molybdén
	paládium
	Volfrám
	Kyslík

Látky s elektronegativitou dva alebo menej sú redukčné činidlá a vykazujú kovové vlastnosti. Prechodné kovy, ktoré majú premenlivý stupeň oxidácie a patria do vedľajších podskupín periodickej tabuľky, majú hodnoty elektronegativity v rozmedzí 1,5-2. Prvky s elektronegativitou rovnou alebo menšou ako jedna majú výrazné vlastnosti redukčného činidla. Sú to typické kovy.

V sérii elektronegativity sa kovové a redukčné vlastnosti zvyšujú sprava doľava, zatiaľ čo oxidačné a nekovové vlastnosti sa zvyšujú zľava doprava.

Ryža. 2. Séria elektronegativity.

Okrem Paulingovej stupnice môžete zistiť, aké výrazné sú oxidačné alebo redukčné vlastnosti prvku pomocou periodickej tabuľky Mendelejeva. Elektronegativita sa zvyšuje v periódach zľava doprava so zvyšujúcim sa atómovým číslom. V skupinách hodnota elektronegativity klesá zhora nadol.

Ryža. 3. Periodická tabuľka.

Čo sme sa naučili?

Elektronegativita sa týka schopnosti prvkov darovať alebo prijímať elektróny. Táto charakteristika pomáha pochopiť, aké výrazné sú vlastnosti oxidačného činidla (nekovového) alebo redukčného činidla (kovu) pre konkrétny prvok. Pre pohodlie Pauling vyvinul stupnicu elektronegativity. Podľa stupnice má fluór maximálne oxidačné vlastnosti a minimum francium. V periodickej tabuľke sa vlastnosti kovov zvyšujú sprava doľava a zhora nadol.

Tématický kvíz

Hodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.6. Celkový počet získaných hodnotení: 180.