Was ist Elektronegativität und wie funktioniert sie?

Die Elektronegativität ist die Eigenschaft eines Atoms, die mit der Tendenz zunimmt, die Elektronen einer Bindung anzuziehen. Wenn zwei gebundene Atome die gleichen Elektronegativitätswerte aufweisen, teilen sie sich die Elektronen in einer kovalenten Bindung zu gleichen Teilen. Normalerweise werden die Elektronen in einer chemischen Bindung von einem Atom (dem elektronegativeren) mehr angezogen als von dem anderen. Dies führt zu einer polaren kovalenten Bindung. Wenn die Elektronegativitätswerte sehr unterschiedlich sind, werden die Elektronen überhaupt nicht geteilt. Ein Atom nimmt im Wesentlichen die Bindungselektronen des anderen Atoms auf und bildet eine Ionenbindung.

Wichtige Erkenntnisse: Elektronegativität

• Die Elektronegativität ist die Tendenz eines Atoms, Elektronen in einer chemischen Bindung an sich zu ziehen.
• Das elektronegativste Element ist Fluor. Das am wenigsten elektronegative oder elektropositivste Element ist Francium.
• Je größer der Unterschied zwischen den Elektronegativitätswerten der Atome ist, desto polarer ist die zwischen ihnen gebildete chemische Bindung.

Avogadro und andere Chemiker untersuchten die Elektronegativität, bevor sie 1811 von Jöns Jacob Berzelius offiziell benannt wurde. 1932 schlug Linus Pauling eine auf Bindungsenergien basierende Elektronegativitätsskala vor. Die Elektronegativitätswerte auf der Pauling-Skala sind dimensionslose Zahlen, die zwischen 0,7 und 3,98 liegen. Die Pauling-Werte beziehen sich auf die Elektronegativität von Wasserstoff (2.20). Während die Pauling-Skala am häufigsten verwendet wird, umfassen andere Skalen die Mulliken-Skala, die Allred-Rochow-Skala, die Allen-Skala und die Sanderson-Skala.

Die Elektronegativität ist eher eine Eigenschaft eines Atoms innerhalb eines Moleküls als eine inhärente Eigenschaft eines Atoms an sich. Somit variiert die Elektronegativität tatsächlich in Abhängigkeit von der Umgebung eines Atoms. Meistens zeigt ein Atom jedoch in verschiedenen Situationen ein ähnliches Verhalten. Zu den Faktoren, die die Elektronegativität beeinflussen, gehören die Kernladung sowie die Anzahl und Position der Elektronen in einem Atom.

Beispiel für Elektronegativität

Das Chloratom hat eine höhere Elektronegativität als das Wasserstoffatom, so dass die Bindungselektronen näher am Cl als am H im HCl-Molekül sind.

In der O₂ Molekül haben beide Atome die gleiche Elektronegativität. Die Elektronen in der kovalenten Bindung teilen sich die beiden Sauerstoffatome zu gleichen Teilen.

Die meisten und am wenigsten elektronegativen Elemente

Das elektronegativste Element im Periodensystem ist Fluor (3,98). Das am wenigsten elektronegative Element ist Cäsium (0,79). Das Gegenteil von Elektronegativität ist Elektropositivität, man könnte also einfach sagen, dass Cäsium das elektropositivste Element ist. Beachten Sie, dass in älteren Texten sowohl Francium als auch Cäsium mit 0,7 als am wenigsten elektronegativ aufgeführt sind, der Wert für Cäsium jedoch experimentell auf 0,79 geändert wurde. Es gibt keine experimentellen Daten für Francium, aber seine Ionisierungsenergie ist höher als die von Cäsium, so dass erwartet wird, dass Francium etwas elektronegativer ist.

Elektronegativität als Periodensystem

Wie die Elektronenaffinität, der Atom- / Ionenradius und die Ionisierungsenergie zeigt die Elektronegativität einen deutlichen Trend im Periodensystem.

• Die Elektronegativität nimmt im Allgemeinen über einen Zeitraum von links nach rechts zu. Die Edelgase sind eher Ausnahmen von diesem Trend.
• Die Elektronegativität nimmt im Allgemeinen in einer Periodensystemgruppe ab. Dies korreliert mit dem vergrößerten Abstand zwischen dem Kern und dem Valenzelektronen.

Die Elektronegativität und die Ionisierungsenergie folgen dem gleichen Trend des Periodensystems. Elemente mit niedrigen Ionisierungsenergien neigen zu geringen Elektronegativitäten. Die Kerne dieser Atome üben keinen starken Zug auf Elektronen aus. In ähnlicher Weise neigen Elemente mit hohen Ionisierungsenergien zu hohen Elektronegativitätswerten. Der Atomkern übt eine starke Anziehungskraft auf Elektronen aus.

Quellen

Jensen, William B. "Elektronegativität von Avogadro bis Pauling: Teil 1: Ursprünge des Konzepts der Elektronegativität." 1996, 73, 1. 11, J. Chem. Educ., ACS Publications, 1. Januar 1996.

Greenwood, N. N. "Chemie der Elemente." A. Earnshaw (1984). 2. Auflage, Butterworth-Heinemann, 9. Dezember 1997.

Pauling, Linus. "Die Natur der chemischen Bindung. IV. Die Energie von Einzelbindungen und die relative Elektronegativität von Atomen". 1932, 54, 9, 3570-3582, J. Am. Chem. Soc., ACS Publications, 1. September 1932.

Pauling, Linus. "Die Natur der chemischen Bindung und die Struktur von Molekülen und Kristallen: Eine Einführung in die Mode." 3. Auflage, Cornell University Press, 31. Januar 1960.