Elettronegatività
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L'elettronegatività è una misura della capacità di un atomo di attrarre elettroni quando prende parte ad un legame chimico.
Il concetto di elettronegatività fu introdotto nel 1932 da Linus Pauling che propose la scala di elettronegatività che ne porta il nome. Sono state proposte varie scale di elettronegatività, le più utilizzate sono quella di Pauling e quella di Mulliken.
In un legame covalente la differenza di elettronegatività determina la polarità della molecola. Infatti se l'atomo (o gli atomi) da un lato di una molecola hanno un'elettronegatività maggiore di quelli dall'altro lato, gli elettroni si concentrano dal primo lato, dando polarità alla molecola (cioè una differenza di carica elettrica, come nell'acqua).
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[modifica] Scala di Pauling
La scala di Pauling fu la prima scala di elettronegatività ed è indubbiamente quella ancora oggi maggiormente utilizzata. Questa scala si basa su misure dell'entalpia di legame.
Consideriamo due atomi A e B che prendono parte ad un legame covalente. Secondo Pauling la differenza di elettronegatività tra questi due atomi è pari a
dove
ed il cofficiente 0,102 è dovuto al fatto che originariamente Pauling utilizzò entalpie espresse in eV mentre attualmente l'unità di misura SI dell'entalpia è kJ/mol. La scala si costruisce quindi attribuendo all'elettronegatività di un elemento un valore arbitrario e ricavandone i valori relativi attraverso la formula precedente. Originariamente Pauling attribui al fluoro il valore 4.
I valori di elettronegatività ottenuti attraverso la formula di Pauling sono tanto più vicini a quelli sperimentali tanto minore sarà la differenza tra l'elettronegatività dell'atomo A e quella dell'atomo B costituenti la molecola biatomica.
[modifica] Scala di Mulliken
Questa scala fu proposta da Robert S. Mulliken nel 1934. L'elettronegatività è definita semplicemente come la media aritmetica tra l'energia di ionizzazione e l'affinità elettronica:
Questa scala è correlata con la scala di Pauling ed una formula che mette in relazione i due valori è la seguente:
[modifica] Scala di Allred-Rochow
Questa scala si basa sull'idea che un elettrone venga attratto da un atomo per effetto della forza coulombiana esercitata dal nucleo:
dove Z* è la carica nucleare efficace. L'elettronegatività è proporzionale a questa forza:
dove r è il raggio covalente dell'atomo e le costanti numeriche sono tali da ottenere dei valori compatibili con la scala di Pauling
[modifica] Andamento dell'elettronegatività lungo la tavola periodica
Lungo un gruppo, dall'alto verso il basso, diminuisce. Lungo un periodo, da sinistra verso destra, aumenta.
Indipendentemente dalla scala prescelta i valori di elettronegatività mostrano un andamento regolare lungo la tavola periodica. L'elettronegatività è infatti un esempio di proprietà periodica. In particolare i valori diminuiscono procedendo dall'alto verso il basso lungo un gruppo. Per esempio per il gruppo degli alogeni si ha:
| Elemento | Allred-Rochow | Pauling | Mulliken |
|---|---|---|---|
| F | 4,10 | 3,98 | 3,91 |
| Cl | 2,83 | 3,16 | 3,00 |
| Br | 2,74 | 2,96 | 2,74 |
| I | 2,21 | 2,66 | 2,21 |
i valori inoltre aumentano procedendo da sinistra a destra lungo un periodo:
| Elemento | Allred-Rochow | Pauling | Mulliken |
|---|---|---|---|
| C | 2,50 | 2,55 | 2,63 |
| N | 3,07 | 3,04 | 2,33 |
| O | 3,50 | 3,44 | 3,17 |
| F | 4,10 | 3,98 | 3,91 |
in conseguenza di questo andamento l'elemento più elettronegativo è il fluoro mentre quelli meno elettronegativi (o più elettropositivi come talvolta si usa dire) sono cesio e francio. Questo andamento può essere facilmente spiegato alla luce della scala di Allred-Rochow. Secondo questa scala l'elettronegatività è proporzionale all'inverso del quadrato del raggio atomico, il quale aumenta procedendo dall'alto verso il basso lungo un gruppo e da destra a sinistra lungo un periodo.
[modifica] Voci correlate
[modifica] Bibliografia
- F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Paul L. Gauss. The electronic Structure of Atoms, in Basic inorganic Chemistry. 3a ed. New York, John Wiley & Sons, 1995. pp. 63-66. ISBN 0-471-59974-3
- D. F. Shriver, P.W. Atkins. Atomic Structure in Inorganic Chemistry. 3a ed. Oxford, Oxford University Press, 1999. pp. 30-32. ISBN 0-19-850330-X
