9.7: الكهرسلبيّة

يتم تحديد ما إذا كانت الرابطة غير قطبية أو تساهمية قطبية من خلال خاصية ذرات الترابط التي تسمى الكهربية الكهربية.  

تم اقتراح قيم الكهرسلبية للعناصر بواسطة أحد أشهر الكيميائيين في القرن العشرين: لينوس بولينج. قام بولينج بالتحقيق في الطاقات المطلوبة لكسر الروابط في الجزيئات غير المتجانسة مثل الهيدروجين والفلورايد. بناءً على القيم، اقترح أن الطاقة المطلوبة لكسر الرابطة ستكون متوسط ​​طاقات الرابطة لـ H₂ (436 كيلوجول/مول) و F₂ (155 كيلوجول/مول) ، أي 296 كيلوجول/مول. ومع ذلك، فإن طاقة الرابطة التي تم الحصول عليها تجريبياً لـ HF هي 565 كيلو جول/مول، وهي أعلى بكثير من القيمة المتوقعة. لتفسير هذا الاختلاف، اقترح بولينج أن الرابطة يجب أن يكون لها طابع أيوني، والذي يحدده مفهوم الكهرسلبية.  

الكهرسلبية هي مقياس لميل الذرة لجذب الإلكترونات (أو كثافة الإلكترون) نحو نفسها.  

تحدد الكهرسلبية كيفية توزيع الإلكترونات المشتركة بين الذرتين في الرابطة. كلما زادت قوة جذب الذرة للإلكترونات في روابطها ، زادت كهرسلبيتها. يتم إزاحة الإلكترونات الموجودة في الرابطة التساهمية القطبية نحو الذرة الأكثر كهرسلبية ؛ وبالتالي ، فإن الذرة الأكثر كهرسلبية هي التي تحتوي على شحنة سالبة جزئية. كلما زاد الاختلاف في الكهربية ، زاد الاستقطاب في توزيع الإلكترون وزادت الشحنات الجزئية للذرات.

الكهرسلبية والجدول الدوري

• تزداد الكهرسلبية من اليسار إلى اليمين عبر فترة في الجدول الدوري وتنخفض أسفل المجموعة الدورية.  
• تتبع قيم الكهرسلبية المشتقة من بولنج اتجاهات دورية يمكن التنبؤ بها، مع ارتفاع كهروسلبية باتجاه أعلى يمين الجدول الدوري.
• وبالتالي، فإن اللامعادن الموجودة في الجزء العلوي الأيمن للجدول الدوري تميل إلى الحصول على أعلى كهرسلبية ،بحيث أن الفلور هو العنصر الأكثر كهرسلبية على الإطلاق (EN = 4.0). & nbsp؛
• تميل المعادن إلى أن تكون عناصر كهرسلبية أقل ، وتحتوي معادن المجموعة 1 على أقل كهرسلبية.
• تُستبعد الغازات النبيلة من قائمة الكهرسلبية لأن هذه الذرات لا تشترك عادةً في الإلكترونات مع ذرات أخرى نظراً لأن لها غلاف تكافؤ كامل. (على الرغم من وجود مركبات الغازات النبيلة مثل XeO₂ ، إلا أنه لا يمكن تشكيلها إلا في ظل ظروف قاسية، وبالتالي فهي لا تتناسب تماماً مع النموذج العام للكهرسلبية.)

الكهرسلبية مقابل تقارب الإلكترون

احرص على عدم الخلط بين السلبية الكهربية وتقارب الإلكترون. تقارب الإلكترون لعنصر ما هو كمية مادية قابلة للقياس، أي الطاقة المنبعثة أو الممتصة عندما تكتسب ذرة طور غاز معزولة إلكتروناً، تقاس بالكيلوجول/مول. من ناحية أخرى، تصف الكهرسلبية كيف تجذب الذرة بشدة الإلكترونات في رابطة. إنها كمية بلا أبعاد يتم حسابها وليس قياسها. اشتق باولينج القيم الكهرسلبية الأولى من خلال مقارنة كميات الطاقة المطلوبة لكسر أنواع مختلفة من الروابط. اختار مقياساً نسبياً عشوائياً يتراوح من 0 إلى 4.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section: 7.2 Covalent Bonding.

تشكل اللافلزات روابط تساهمية عن طريق مشاركة الإلكترونات. لكن،هل هذه الإلكترونات مشتركة بالتساوي بين كلتا الذرتين،أم أن ذرة واحدة تجذب الإلكترونات أكثر من الأخرى؟يصور نموذج لويس جميع الروابط التساهمية كإلكترونات مشتركة بالتساوي ومع ذلك،هذه ليس هي الحاله دائما. على سبيل المثال،إذا وُضع النيتروجين الغازي في مجال كهربائي،فإنّه يتجه بالتساوي بين القطبين.

ولكن،كلوريد الهيدروجين الغازي،و هو جزيء متعادلًإذا وُضع في مجال كهربائي،فإن الهيدروجين يتجه نحو الكاثود والكلور نحو الأنود،مشيرا إلى أن،الهيدروجين له شحنة موجبة جزئية والكلور له شحنة سالبة جزئية. قدرة الذرة على جذب الإلكترونات تجاه نفسها تسمى السالبيةالكهربية. وبالتالي يقال أن،الكلور أكثر سالبيةكهربية من الهيدروجين،حيث يجذب الإلكترونات المشتركة لجهته،بينما يقاوم إزالة إلكتروناته.

ومع ذلك،فإن هذا لا يجعل الرابطة أيونية. في الرابطة الأيونية،تنتقل الإلكترونات من المعادن إلى اللافلزات،بينما في HCl،يتم تقاسم الإلكترونات بشكل غير متساوي. الكثافة الإلكترون لذرة الكلور أعلى منها للهيدروجين،مكونة رابطة تساهمية قطبية.

كلما زاد الاختلاف في السالبيةالكهربية بين ذرتين،كلما كانت الرابطة أكثر قطبية. وهكذا،بالإضافة إلى،الروابط التساهمية غير القطبية أو الروابط الأيونية،تتواجد الروابط التساهمية القطبية عبر مجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات. قام الكيميائي الأمريكي لينوس بولينج بدراسة الطاقات المطلوبة لكسر الروابط في جزيئات مثل الكلور ثنائي الذرة أو الهيدروجين.

و قد أسس مقياس للسالبيةالكهربية،استنادًا إلى البيانات الحرارية الكيميائية،والتي تساعد في التنبؤ بأنواع الروابط. ترتبط السالبيةالكهربية،بطاقة التأين والتقارب الإلكتروني للذرات. في الجدول الدوري،قيم السالبيةالكهربية تزداد من اليسار إلى اليمين حيث المعادن أقل سالبيةالكهربية بالمقارنة مع اللافلزات،باستثناء المعادن الانتقالية.

بالإضافة إلى ذلك،فإنّقيم السالبيةالكهربية تقل أسفل العمود ومع زيادة الحجم الذري،لأن الذرات أقل قدرة على جذب الإلكترونات لأنفسهم. الفلور،و هو العنصر الأكثر سالبيةالكهربية،لديه سالبيةالكهربية،المعينة بشكل تعسفي،بقيمة 3.98. الفرانسيوم،من ناحية أخرى،هو الأقل سالبيةالكهربية عنصر بقيمة كهرسلبية تبلغ 0.7.

السالبيةالكهربية ليس لها وحدة قياس؛إذ لا يمكن تحديده تجريبيا.