Электроотрицательность

Cродство к электрону

Почти все нейтральные атомы обладают способностью присое­динять электрон:

Эл_(г) + е_(г) ^- → Эл _(г) ^-,

где Эл - химический элемент; е^- - электрон; (г) - газ.

Энергия, которая выделяется при присоединении электрона к свободному нейтральному газовому атому в его основном состоянии с образованием свободного отрицательно заряженного иона, назы­вается сродством к электрону. Следует различать первую энергию сродства, вторую, третью и т.д., хотя добавление более одного элек­трона всегда требует затраты энергии.

Сродство к электрону, как и потенциал ионизации, опреде­ляет способность данного элемента к взаимодействию с дру­гими и с этой точки зрения является характеристикой меж­атомной связи. Естественно, что и сродство к электрону, и потенциал ионизации определяются электронной конфигурацией атома и, соответственно, положением элемента в периодической таблице.

Средние численные значения сродства к электрону, полу­ченные экспериментально для некоторых элементов, приведены на плакате 3. Максимальным сродством к электрону обладают элементы VI и VII групп. Нулевое сродство к электрону имеют благородные газы. Практически нулевым сродством обладают щелочноземель­ные металлы, отличающиеся заполненным внешним s -под­уровнем. Элементы с наполовину заполненным р-подуровнем об­ладают пониженным сродством к электрону.

Понятие электроотрицательности атомов как количествен­ную характеристику способности атома в молекуле притягивать к себе электроны впервые ввел Л. Полинг в 1932 г.

Однако величина электроотрицательности не является стро­гой константой элемента, поскольку зависит от степени и знака его ионизации при образовании связи, от конфигурации орбитали и т.п. В настоящее время существует несколько шкал электроот­рицательности, которые достаточно существенно по значениям от­личаются друг от друга. В то же время большинство различных шкал могут быть пересчитаны друг в друга, что говорит об их взаи­мосвязи и внутренней согласованности. Понятие электроотрица­тельности очень полезно при объяснении и понимании ионности и полярности связи, энергии диссоциации, силовой постоянной и др.

А.Л. Оллред и Е. Рохоу предложили определение электроот­рицательности как силы, действующей на электрон, удаленный от ядра на расстояние ковалентного радиуса. Это определение наилучшим образом отражает химические свойства элементов:

Ха = e² Z_эфф /r²_ков,

где Ха - электроотрицательность; Z_эфф = Z – а - эффективный заряд атома; а - постоянная экранирования, определяемая для каждого элемента, исходя из его полной электронной конфигурации; е - заряд электрона; r_ков - ковалентный радиус. Значения электроотрица­тельности, вычисленные по данной формуле, приведены на плакате 4.

Если два или более атома с различными электроотрицательностями соединяются, то в молекуле их электроотрицательности вы­равниваются и приобретают некоторое промежуточное значение, равное среднему геометрическому значению электроотрицательностей атомов до их соединения в молекулу. Это называется прин­ципом выравнивания электроотрицательностей.

Пользуясь данными плаката 4, можно оценивать способ­ность атомов притягивать электроны, т.е. проявлять свойство элек­троотрицательности, если учитывать конкретные особенности об­разования межатомной связи. В частности, используя значения электроотрицательности, можно грубо оценивать ионную состав­ляющую связи в соединениях (как разность электроотрицательно­стей элементов, составляющих бинарное соединение), что позво­ляет анализировать изменение физико-химических свойств врядах соединений-аналогов при последовательных анионных и катионных замещениях компонентов.

Дата добавления: 2014-01-07