Elektronegativnost: definicija, Paulingova lestvica in periodni trendi

Elektronegativnost: definicija, Paulingova lestvica in periodni trendi — jasna razlaga, izračuni, primeri elementov ter vpliv na kemijske vezi in reaktivnost.

Avtor: Leandro Alegsa

13-10-2025 16:01

Elektronegativnost, simbol χ, je kemijska lastnost, ki pove, kako dobro lahko atom privlači elektrone k sebi. Na elektronegativnost atoma vplivata atomsko število atoma in razdalja med valenčnimi elektroni atoma (zunanji elektroni, ki sodelujejo pri kemijski vezavi) in njegovim jedrom. Prvič jo je leta 1932 teoretično opredelil Linus Pauling kot del svoje teorije valenčne vezi in je povezana z drugimi kemijskimi lastnostmi. Na splošno se elektronegativnost povečuje od spodnjega levega do zgornjega desnega roba periodnega sistema; to je znano kot periodni trend.

Elektronegativnost atoma lahko izračunamo na več načinov. Najpogostejši način izračuna je tisti, ki ga je predlagal Linus Pauling, in daje relativno Paulingovo lestvico. Ta lestvica daje elementom brezrazsežne količine (vrednosti) med 0,7 in 3,98, pri čemer ima vodik vrednost 2,20.

Nasprotje elektronegativnosti je elektropozitivnost; merilo, kako dobro atom oddaja elektrone.

Kako se elektronegativnost izračuna (osnovni pristopi)

Paulingov pristop: Pauling je elektronegativnost povezal z energijami vezi. Za dva elementa A in B je razlika elektronegativnosti izražena približno z izrazom

χ_A − χ_B ≈ sqrt(E_AB − (E_AA + E_BB)/2)

kjer so E_AB, E_AA in E_BB eksperimentalne energije navadnih kovalentnih vezi (v primerljivih enotah). Ta metoda daje relativne vrednosti, ki so bile normalizirane v Paulingovi lestvici.

Mullikenova definicija: Mulliken je predlagal povprečje ionizacijske energije (I) in elektronske afinitete (A):

χ_M = (I + A)/2

Ta definicija daje vrednosti z enotami energije (npr. eV) in jih je mogoče pretvoriti v drugo lestvico za primerjavo s Paulingovimi vrednostmi.

Allred–Rochowova metoda in drugi pristopi: Allred–Rochow definira elektronegativnost kot funkcijo efektivnega jedrskega naboja na valenčni elektroni in obsega atoma (≈ Z_eff / r^2). Obstajajo še drugi kvantitativni in empirični pristopi, ki različnim lastnostim dajejo večji pomen.

Periodni trendi in faktorski vplivi

Povišanje vzdolž periode (levo → desno): atomski številčni narašča, atomski polmer običajno pada, efektivni jedrski naboj se poveča — zato elektronegativnost raste.
Padec po skupini (zgoraj → spodaj): valenčni elektroni so precej dlje od jedra in so močneje ščiteni, kar zmanjša privlačnost jedra in s tem elektronegativnost.
Na elektronegativnost vplivajo tudi oksidacijsko stanje, hibridizacija orbital in kemijsko okolje (npr. koordinacija v kompleksih).

Primeri Paulingovih vrednosti (približno)

F: 3,98 (najvišja na Paulingovi lestvici)
O: 3,44
Cl: 3,16
N: 3,04
C: 2,55
H: 2,20
S: 2,58
Na: 0,93
K: 0,82
Cs: 0,79; Fr: ≈0,7 (zelo nizka elektronegativnost)

Pomen in uporaba elektronegativnosti

Napovedovanje polaritete vezi: večja razlika elektronegativnosti med dvema atomoma povzroči bolj polarno kovalentno vez; pri zelo veliki razliki je vez lahko deloma ali v glavnem ionska.
Razumevanje porazdelitve delnih nabojev v molekulah, kar vpliva na reaktivnost, intermolekulske sile in spektralne lastnosti.
Uporaba v organski in anorganski kemiji za oceno kislin/baz (npr. elektronegativnost atomske skupine vpliva na kislost) ter v redokskem vedenju (evropska močnost pri odvzemu elektronov).
Pri modeliranju in računalniških kemijskih izračunih služi kot koristna parameterizacija za metode in sile polj.

Omejitve in pomembne opombe

Elektronegativnost ni neposredno merljiva fizikalna konstanta — različne definicije dajejo nekoliko različne lestvice in vrednosti.
Vrednosti so pogosto kontekstualne: različne oksidacijske stopnje istega elementa lahko pokažejo različne efektivne elektronegativnosti.
Pri prehodnih kovinah in kompleksnih spojinah je enoznačna ocenitev težavna; v takih primerih so bolj uporabne specifične metode (npr. računanje nabojne porazdelitve iz kvantnokemijskih izračunov).

Skupaj je elektronegativnost praktično in konceptualno orodje za kemike — poenostavljen, a zelo uporaben način za razumevanje in predvidevanje, kako bodo atomi medsebojno vplivali v kemijskih vezeh in reakcijah.

Načini za izračun elektronegativnosti

Paulingova elektronegativnost

Pauling je idejo o elektronegativnosti predlagal leta 1932, da bi pojasnil, zakaj je moč kovalentne vezi med dvema različnima atomoma (A-B) močnejša od povprečja moči kovalentnih vezi A-A in B-B. Njegova teorija valenčne vezi je povedala, da je ta močnejša vez med različnimi atomi posledica ionskih učinkov na vez.

Razlika med elektronegativnostjo atoma A in atoma B je

χ A - χ B = ( e V ) - 1 / 2 E d ( A B ) - [ E d ( A A ) + E d ( B B ) ] / 2 {\displaystyle \chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}} $\chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}$

kjer so disociacijske energije (to je energija, potrebna za prekinitev vezi med atomoma) _{Ed za} vezi A-B, A-A in B-B podane v elektronvoltih, faktor (eV)^-½ pa je dodan, da končni odgovor nima enote. Z zgornjo formulo lahko izračunamo, da je razlika v elekronegativnosti med vodikom in bromom 0,73. (disociacijske energije: H-Br, 3,79 eV; H-H, 4,52 eV; Br-Br, 2,00 eV)

Zgornja enačba izračuna le razliko v elektronegativnosti dveh elementov. Če želimo iz enačbe narediti lestvico, moramo izbrati referenčno točko. Vodik je bil izbran kot referenčna točka, ker se kovalentno veže s številnimi elementi. Vodikova elektronegativnost je bila najprej določena na 2,1, pozneje pa je bila spremenjena na 2,20. Za izdelavo lestvice elektronegativnosti je treba vedeti tudi, kateri element je bolj elektronegativen od referenčne točke, to je vodika. To se pogosto naredi s tako imenovano "kemijsko intuicijo": v zgornjem primeru se vodikov bromid (H-Br) raztopi v vodi in razpade na kation H+ in anion Br-. Zato lahko domnevamo, da je brom bolj elektronegativen od vodika.

Za izračun Paulingove elektronegativnosti elementa so potrebni podatki o disociacijskih energijah vsaj dveh vrst kovalentnih vezi, ki jih ustvari element. Leta 1961 je A. L. Allred izboljšal prvotne Paulingove podatke, tako da je vključil termodinamične podatke, ki so veliko bolj dostopni. Te "popravljene Paulingove" vrednosti elektronegativnosti se uporabljajo pogosteje.

Elektropozitivnost

Elektropozitivnost je merilo za sposobnost elementa, da oddaja elektrone in tvori pozitivne ione.

To je predvsem lastnost kovin. Alkalijske kovine imajo v zunanji lupini en sam elektron, ki ga zlahka izgubijo. Te kovine imajo nizke ionizacijske energije.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je elektronegativnost?

O: Elektronegativnost je kemijska lastnost, ki meri, kako dobro lahko atom privlači elektrone k sebi.

V: Kaj vpliva na elektronegativnost atoma?

O: Na elektronegativnost atoma vplivata njegovo atomsko število in razdalja med valenčnimi elektroni in jedrom.

V: Kdo je prvi predstavil koncept elektronegativnosti?

O: Pojem elektronegativnosti je prvi teoretično utemeljil Linus Pauling leta 1932 kot del svoje teorije valenčnih vezi.

V: Kakšen je periodični trend elektronegativnosti?

O: Periodični trend elektronegativnosti je, da na splošno narašča od spodnjega levega roba do zgornjega desnega roba periodnega sistema.

V: Kako se izračuna elektronegativnost?

O: Obstaja več načinov za izračun elektronegativnosti atoma, najpogostejši pa je način, ki ga je predlagal Linus Pauling, in sicer z relativno Paulingovo lestvico.

V: Kakšen je razpon vrednosti za relativno Paulingovo lestvico?

O: Relativna Paulingova lestvica daje elementom brezrazsežne količine (vrednosti) med 0,7 in 3,98, pri čemer ima vodik vrednost 2,20.

V: Kaj je nasprotje elektronegativnosti?

O: Nasprotje elektronegativnosti je elektropozitivnost, ki meri, kako dobro atom oddaja elektrone.

Iskati