はじめに
電気陰性度は、原子がさまざまな元素の電子対を引き寄せる傾向の正味の効果を反映しています。電気陰性度を測定するには、いくつかのスケールが使用されます。ライナス・ポーリングは、1932 年に化学元素の電気陰性度を測定するために一般的に使用される電気陰性度スケールを考案しました。ポーリング スケールを使用するのが最も一般的ですが、サンダーソン スケールなど、他のスケールも使用できます。この一般的に知られているスケールは、価電子結合理論から開発されたもので、ポーリングが化学的性質が他の化学的性質にどのように関連しているかを理解するのに役立つように見えました.また、さまざまな共有結合要素の結合エネルギー計算にも基づいていました。フッ素の値は 4.0、セシウムの値は 0.7 で、それぞれ電気陰性度が最も高い元素と最も低い元素です。
電気陰性度の定義は、原子が分子内で電子を引き寄せる能力を電気陰性度と呼びます。周期表のほぼすべての元素の電気陰性度の値は、すでに理論的または実験的に決定されています。水素の電気陰性度は 2.20 です。電気陰性度は 1811 年以前に化学者によって何年にもわたって研究され、理解されていましたが、Jöns Jacob Berzelius がこの用語を導入しました。原子番号と荷電核と価電子の間の距離は、原子の電気陰性度に影響します。現代の周期表の期間全体で原子サイズが減少し、核電荷が増加し、電気陰性度が増加します。現代の周期表によると、各グループを下に移動すると原子番号が増加し、核電荷も増加しますが、シェルが1つ追加されると影響が緩和されます.したがって、電気陰性度の値は、グループとともに下方に減少します。たとえば、電気陰性度の値は、フッ素からアスタチンに減少します。ただし、元素の電気陰性度は、その固有の特性によって決まるため、直接測定することはできません。電気には主に 2 つの目的があります。
原子が共有結合またはイオン結合を形成する可能性。
得られた分子の極性または非極性を予測します。
例:水素と比較して、塩素は電気陰性度が高いです。このため、結合電子は HCl 分子内の塩素に近くなります。 O2 の両方の原子は対称的な電気陰性度を持っています。
電気陽性は電気陰性の反対であり、セシウムを最も電気陽性の元素にします。電気陰性元素は、内部電子殻が最も少ない元素であり、原子価殻を完成させるのに必要な電子が最も少ない。フッ素の電気陰性度は 4.0 で、すべての元素の中で最も電気陰性度が高くなります。セシウム (Cs) とフランシウム (Fr) は電気陰性度が最も低い元素で、どちらも電気陰性度は 0.7 です。一般に、金属は非金属に比べて電気陰性度が低くなります。その結果、金属は陽性で、非金属は陰性です。
結合した 2 つの原子の電気陰性度は、共有結合の強度に大きく影響します。結合原子の電気陰性度が同じであるため、等核二原子分子は信じられないほど純粋な共有結合を持っています。分極は、電気陰性度の異なる種間で発生します。化学結合では、より電気陽性の原子が部分電荷を発生させると、部分的な正電荷が形成されます。
異なる種間のすべての共有結合はイオン特性を持っているという理解に加えて、すべてのイオン結合はいくつかの共有結合特性も持っています。結合種の電気陰性度にほとんど差がない場合、結合は共有結合です。結合した 2 つの原子の電気陰性度の差が 1.7 を超える場合、結合はイオン性として記述されます。電気陰性度の差が大きくなると、分極が大きくなるため、化合物は極性を持つはずです。
電気陰性度に影響を与えるさまざまな要因があります:
原子サイズ:電子は原子核から離れているため、電子が原子核に引き寄せられにくくなるため、原子が大きいほど電気陰性度が低くなります。
核の電荷:核の電荷が高いほど、電気陰性度は高くなります。核電荷が増加すると、より強い電子引力が発生します。
置換効果:原子の電気陰性度は、結合している置換基の種類によって決まります。置換基の結果として、原子は異なる電気陰性度を持ち、化学的に異なる振る舞いをします.
元素の電気陰性度の値は通常、周期表に記載されています。フッ素の電気陰性度は、周期表で最大です。周期表がフッ素に向かって移動するにつれて、電気陰性度の値が上昇します。周期表では、いくつかの電気陰性度の傾向も観察できます。周期表で左から右に移動すると電気陰性度が増加し、上から下に移動すると電気陰性度が減少します。さらに、周期表に従って電気陰性度図を作成することもできます。
その他の計算方法
ポーリングの電気陰性度:もともと、電気陰性度はライナス・ポーリングによって記述されました。ポーリングの定義では、電気陰性度は電子を引き付ける原子の能力です。元素の電気陰性度が高いほど、それらの原子は電子を自分自身に引き寄せ、結合している他の原子から遠ざけようとします。
Mulliken の電気陰性度:Mulliken によると、電子を引き付ける原子の傾向は、最初のイオン化エネルギーと電子親和力の算術平均によって測定する必要があります。マリケンの電気陰性度は、化学ポテンシャルの負であると言及されることがあります。
Allred-Rochow 電気陰性度:電子が原子の表面で遭遇する電荷が電気陰性度の原因である、と両者は述べています。原子の表面に大きな電荷が存在すると、電子を引き付ける能力が高まります。
サンダーソンの電気陰性度:サンダーソンは、マリケンの電気陰性度と原子サイズとの関係を観察しました。その計算方法として、原子体積の逆数計算を提案した。 Sanderson のモデルを使用すると、結合長の知識を使用して、さまざまな化合物の結合エネルギーを計算できます。
アレンの電気陰性度:Leland C. Allen によると、電気陰性度は自由原子における価電子の平均エネルギーとして定義されています。これはおそらく最も単純明快な定義です。
結論:
原子自体の特性とは対照的に、電気陰性度は分子内の原子の特性です。原子の電気陰性度は、その環境によって決まります。一般に、原子はその状況に関係なく同じように振る舞います。核電荷や原子電子の数と位置など、多くの要因が電気陰性度に影響を与えます。電気陰性度の差が大きい原子は、より極性の高い化学結合を形成します。フッ素は、電気陰性度が最も低い元素であるフランシウムと比較して、最も電気陰性度の高い元素です.
