9.7: 电负性

键是非极性键还是极性共价键，是由键原子的电负性决定的。

元素的电负性值是由20世纪最著名的化学家之一莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）提出的。鲍林研究了打破氢和氟等异核分子中的键所需的能量。根据这些值，他提出打破键所需的能量将是H ₂ （436 kJ / mol）和F ₂ （155 kJ / mol），即296 kJ / mol。但是，通过实验获得的HF的键能为565 kJ / mol，远高于预测值。为了解决这一差异，鲍林提出键必须具有离子性，这由电负性概念决定。

电负性是对原子向自身吸引电子（或电子密度）的趋势的度量。

电负性确定共享电子如何在键中的两个原子之间分布。原子在其键中吸引电子的能力越强，其电负性越大。极性共价键中的电子移向负电性更高的原子；因此，负电性更高的原子是带有部分负电荷的原子。电负性差异越大，电子分布越极化，原子的部分电荷越大。

电负性和元素周期表

• 电负性在元素周期表中的一个周期中从左到右增加，并在一组中减少。
• 鲍林得出的电负性值遵循可预测的周期性趋势，其中电负性较高，朝向元素周期表的右上方。
• 因此，位于右上角的非金属往往具有最高的电负性，而氟是所有金属中最具负电性的元素（EN = 4.0）。
• 金属往往是带负电性的元素，并且第1组金属的电负性最低。
• 稀有气体被排除在电负性列表之外，因为这些原子通常具有完全的化合价壳，因此通常不与其他原子共享电子。 （虽然确实存在稀有气体化合物，例如XeO ₂ ，但它们只能在极端条件下形成，因此不能很好地适合于电负性的通用模型。）

电负性与电子亲合能的对比

小心不要混淆电负性和电子亲合能。元素的电子亲合能是可测量的物理量，即当孤立的气相原子获取电子时释放或吸收的能量，单位为kJ / mol。另一方面，电负性描述了原子在键中吸引电子的紧密程度。它是无量纲的数量，是经过计算而不是测量的。鲍林通过比较打破不同类型键所需的能量来推导第一个电负性值。他选择了一个介于0到4之间的任意相对标度。

本文改编自 Openstax，化学2e，第7.2节：共价键。

非金属通过共享电子形成共价键。但是这些电子是在两个原子之间平均分配的，还是一个原子比另一个原子更吸引电子？路易斯模型把所有共价键都描述成 均分电子；然而，情况并非总是 如此。例如，如果将气态氮 置于一个电场中，它 将在两极之间均匀定向。但是当气态氯化氢，一种中性分子，被置于电场中时，氢 朝向阴极，氯朝向阳极，表明氢带部分正电荷，氯带部分负电荷。原子向自身吸引 电子的能力称为电负性。因此，氯被称为比氢更具电负性，它吸引共享电子朝向自身，同时又抵制自身电子的移除。然而，这并不能使键离子化。在离子键中，电子是从金属转移到 非金属，而在盐酸中，电子是不均匀共享的。氯原子上的电子密度 比氢原子上的高，因此形成了一个极性共价键。两个原子之间的电负性 差别越大，键的极性就越强。因此，除了非极性共价键或离子键外，极性共价键也存在于各种各样的 化合物中。美国化学家莱纳斯·鲍林 研究了双原子氯或氢等分子中 断裂键所需的能量。他根据热化学数据 建立了一个电负性标度，这有助于预测键的类型。电负性与原子的电离能 和电子亲和力有关。在周期表中，电负性的值 从左到右是增加的—金属的电负性 比非金属的要小，但过渡金属除外。另外，电负性的 值沿着同一列向下递减，并且随着原子尺寸的增加 也是减小的，因为原子不太容易把电子 吸引到自己身上。氟，作为电负性最强的元素，具有任意指定的电负性 值 3.98。另一方面，钫是电负性最小的 元素，其电负性值为 0.7。电负性没有单位；它不能通过 实验来确定。