Elektronegativität

Nichtmetalle bilden kovalente Bindungen, indem sie sich Elektronen teilen. Aber werden diese Elektronen gleichmäßig auf beide Atome verteilt, oder zieht ein Atom die Elektronen mehr als das andere an? Das Lewis-Modell stellt alle kovalenten Bindungen als zu gleichen Teilen geteilte Elektronen dar;dies ist jedoch nicht immer der Fall.

Wenn beispielsweise gasförmiger Stickstoff in ein elektrisches Feld gebracht wird, richtet er sich gleichmäßig zwischen den Polen aus. Wenn jedoch gasförmiger Chlorwasserstoff, ein neutrales Molekül, in ein elektrisches Feld gebracht wird, richtet sich der Wasserstoff zur Kathode und das Chlor zur Anode aus, was anzeigt, dass Wasserstoff eine teilweise positive Ladung und Chlor eine teilweise negative Ladung hat. Die Fähigkeit eines Atoms, Elektronen anzuziehen, wird Elektronegativität genannt.

Chlor soll also elektronegativer als Wasserstoff sein, indem es die gemeinsamen Elektronen zu sich selbst zieht, während es sich dem Ablösen seiner eigenen Elektronen widersetzt. Dadurch wird die Bindung jedoch nicht ionisch. Bei einer ionischen Bindung werden Elektronen von Metallen auf Nichtmetalle übertragen, während bei HCl die Elektronen ungleichmäßig verteilt sind.

Die Elektronendichte ist am Chlor höher als am Wasserstoffatom, wodurch eine polare kovalente Bindung entsteht. Je größer der Unterschied in der Elektronegativität zwischen zwei Atomen ist, desto polarer ist die Bindung. Daher finden sich neben unpolaren kovalenten oder ionischen Bindungen auch polare kovalente Bindungen in einer Vielzahl von Verbindungen.

Der amerikanische Chemiker Linus Pauling untersuchte die Energien, die erforderlich sind, um Bindungen in Molekülen wie zweiatomigem Chlor oder Wasserstoff aufzubrechen. Er stellte auf der Grundlage thermochemischer Daten eine Elektronegativitätsskala auf, die zur Vorhersage von Bindungstypen beiträgt. Die Elektronegativität ist mit der Ionisationsenergie und der Elektronenaffinität der Atome verbunden.

Im Periodensystem nehmen die Elektronegativitätswerte von links nach rechts zu Metalle sind im Vergleich zu Nichtmetallen weniger elektronegativ, mit Ausnahme von Übergangsmetallen. Zusätzlich nehmen die Elektronegativitätswerte in der Spalte nach unten und mit zunehmender Atomgröße ab, da die Atome weniger in der Lage sind, Elektronen an sich zu ziehen. Fluor, das elektronegativste Element, hat den willkürlich zugewiesenen Elektronegativitätswert von 3, 98.

Francium hingegen ist das am wenigsten elektronegative Element mit einem Elektronegativitätswert von 0, 7. Die Elektronegativität hat keine Einheit;sie kann nicht experimentell bestimmt werden.