9.7: Elektroujemność

To, czy wiązanie jest niepolarne, czy polarne kowalencyjne, zależy od właściwości atomów wiążących zwanej elektroujemnością. 

Wartości elektroujemności pierwiastków zaproponował jeden z najsłynniejszych chemików XX wieku: Linus Pauling. Pauling badał energie potrzebne do zerwania wiązań w cząsteczkach heterojądrowych, takich jak wodór i fluor. Na podstawie tych wartości zaproponował, że energia potrzebna do zerwania wiązania będzie średnią energii wiązania H₂ (436 kJ/mol) i F₂ (155 kJ/mol), czyli 296 kJ/mol. Jednak uzyskana doświadczalnie energia wiązania HF wynosi 565 kJ/mol, czyli znacznie więcej niż wartość przewidywana. Aby wyjaśnić tę różnicę, Pauling zasugerował, że wiązanie musi mieć charakter jonowy, który jest określony przez pojęcie elektroujemności. 

Elektroujemność jest miarą tendencji atomu do przyciągania elektronów (lub gęstości elektronów) do siebie. 

Elektroujemność określa, w jaki sposób współdzielone elektrony są rozmieszczone między dwoma atomami w wiązaniu. Im silniej atom przyciąga elektrony w swoich wiązaniach, tym większa jest jego elektroujemność. Elektrony w polarnym wiązaniu kowalencyjnym są przesunięte w kierunku bardziej elektroujemnego atomu; Zatem bardziej elektroujemny atom to ten z częściowym ładunkiem ujemnym. Im większa różnica w elektroujemności, tym bardziej spolaryzowany rozkład elektronów i tym większe ładunki cząstkowe atomów.

Elektroujemność i układ okresowy pierwiastków

• Elektroujemność wzrasta od lewej do prawej w okresie układu okresowego pierwiastków i zmniejsza się w dół grupy. 
• Wartości elektroujemności uzyskane przez Paulinga są zgodne z przewidywalnymi trendami okresowymi, z wyższymi elektroujemnościami w prawym górnym rogu układu okresowego.
• Tak więc niemetale, które leżą w prawym górnym rogu, mają zwykle najwyższe elektroujemności, przy czym fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem ze wszystkich (EN = 4,0). 
• Metale są zwykle mniej pierwiastkami elektroujemnymi, a metale z grupy 1 mają najniższe elektroujemności. 
• Gazy szlachetne są wyłączone z listy elektroujemności, ponieważ atomy te zwykle nie dzielą elektronów z innymi atomami, ponieważ mają pełną powłokę walencyjną. (Chociaż związki gazów szlachetnych, takie jak XeO₂ istnieją, mogą one powstawać tylko w ekstremalnych warunkach, a zatem nie pasują do ogólnego modelu elektroujemności).

Elektroujemność a powinowactwo elektronowe

Uważaj, aby nie pomylić elektroujemności z powinowactwem elektronowym. Powinowactwo elektronowe pierwiastka jest mierzalną wielkością fizyczną, a mianowicie energią uwalnianą lub pochłanianą, gdy izolowany atom fazy gazowej nabywa elektron, mierzoną w kJ/mol. Z drugiej strony elektroujemność opisuje, jak mocno atom przyciąga elektrony w wiązaniu. Jest to wielkość bezwymiarowa, która jest obliczana, a nie mierzona. Pauling wyprowadził pierwsze wartości elektroujemności, porównując ilości energii potrzebnej do zerwania różnych typów wiązań. Wybrał dowolną skalę względną w zakresie od 0 do 4.

Ten tekst jest zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja: 7.2 Wiązanie kowalencyjne.