Електронегативність
Електронегативність — відносна міра здатності зв’язаного атома притягувати до себе електронну густину хімічного зв’язку. Це не безпосередньо виміряна енергія вільного атома й не те саме, що спорідненість до електрона. Різні шкали використовують різні визначення, але дають подібну періодичну картину.
Наочна модель
Інтерактивна модель
Шкала Полінга
Шкалу Полінга побудовано на основі енергій хімічних зв’язків, вона безрозмірна. Флуор має найбільше значення, близько 3,98. Для H, C, N та O характерні приблизно 2,20; 2,55; 3,04 та 3,44.
Електронегативність не відповідає на питання, наскільки ізольований атом «хоче отримати електрон». Вона описує перерозподіл електронної густини у зв’язку. Енергетичний ефект приєднання електрона до газоподібного атома описує спорідненість до електрона.
Періодична причина
У періоді ефективний заряд ядра зазвичай зростає, а атомний радіус зменшується, тому електронна густина зв’язку відчуває сильніше притягання. Електронегативність елементів головних підгруп загалом зростає зліва направо.
Вниз по групі додаються оболонки, збільшуються відстань та екранування, тому електронегативність зазвичай зменшується. Слабке екранування d- і f-електронами та релятивістські ефекти у важких елементів ускладнюють просту схему.
Полярність зв’язку — континуум
Якщо χ_B > χ_A, електронна густина зв’язку A–B зміщується до B: A отримує частковий заряд δ⁺, B — δ⁻. Різниця Δχ = |χ_B − χ_A| корисна для порівняння, але універсального різкого порога між ковалентним та йонним зв’язком немає.
Характер зв’язку залежить також від оточення, структури та поляризовності. Одна й та сама пара елементів у різних сполуках може мати різний ступінь йонного та ковалентного характеру.
Геометрія визначає диполь молекули
Полярний зв’язок не гарантує полярної молекули. У лінійному CO₂ два однакові зв’язки C=O мають протилежні дипольні моменти й компенсуються. У зігнутій H₂O диполі O–H не взаємно знищуються.
Для оцінки молекулярної полярності потрібно визначити напрямки диполів зв’язків і тривимірну геометрію, а потім скласти дипольні моменти як вектори. Простого додавання Δχ недостатньо.
Інші шкали та хімічний зміст
Шкала Маллікена пов’язує електронегативність з енергією йонізації та спорідненістю до електрона, а підхід Оллреда–Рохова — з ефективним зарядом ядра й ковалентним радіусом. Числа різних шкал не можна прямо прирівнювати.
Електронегативність допомагає пояснювати індуктивні ефекти, полярність зв’язків і формальне призначення ступенів окиснення. Ступінь окиснення, однак, залишається правилом електронного обліку й не дорівнює виміряному частковому заряду.
Вправи
H–Cl
Якщо χ(H)=2,20, χ(Cl)=3,16, куди спрямований диполь зв’язку?
Розв’язання: До Cl; H має δ⁺, Cl — δ⁻, а Δχ ≈ 0,96.
CO₂
Чому сумарний диполь CO₂ дорівнює нулю?
Розв’язання: Молекула лінійна, тому два однакові диполі C=O спрямовані протилежно й компенсуються.
Шкали
Чи є значення Полінга та Маллікена однією величиною в однакових одиницях?
Розв’язання: Ні. Це різні визначення та шкали, хоча вони описують подібну тенденцію притягання електронної густини.