الکترونگاتیوی - تغییرات الکترونگاتیوی عناصر یک دوره و یک گروه

الکترونگاتیوی

تغییرات الکترونگاتیویته عناصر الکترونگاتیویته عناصر با افزایش تعداد الکترون‌های والانس و همچنین کاهش اندازه اتم افزایش می‌یابد و در هر دوره از جدول تناوبی از چپ به راست و در هر گروه از پایین به بالا افزایش می‌یابد. دراین مقیاس برای اجتناب از درج اعداد منفی، به اتم فلوئور به عنوان الکترونگاتیوترین عنصر، الکترونگاتیوی ۴ نسبت داده شده است و مقادیر الکترونگاتیوی برای عنصرهای دیگر نسبت به این مقدار محاسبه می‌شود. فلزات ، جاذبه کمی برای الکترون‌های والانس دارند و الکترونگاتیوی آنها حاکم است، ولی نافلزات ، به استثنای گازهای نجیب ، جاذبه قوی برای این‌گونه الکترون‌ها دارند و الکترونگاتیوی آنها زیاد است.

بنابراین می‌توان گفت که قطبی بودن مولکول HCl ناشی از اختلاف بین الکترونگاتیوی کلر و هیدروژن است چون کلر الکترونگاتیوتر از هیدروژن است، آن سر مولکول که به کلر منتهی می‌شود، سر منفی دو قطبی است. بنابراین ، الکترونگاتیوترین عناصر ، در گوشه بالایی سمت راست جدول تناوبی (بدون در نظر گرفتن گازهای نجیب) و عناصری که کمترین الکترونگاتیوی را دارند، در گوشه پایینی سمت چپ این جدول قرار دارند. بنابراین کم‌ترین مقدار الکترونگاتیوی را می‌توان سزیم در پایین و سمت چپ جدول و بیش‌ترین مقدار الکترونگاتیوی (با چشم پوشی از گازهای نجیب) را به اتم فلوئور در بالا و سمت راست جدول نسبت داد.

اگر انرژی پیوند A-B بطور قابل ملاحظه ای از متوسط پیوندهای غیر قطبی A-A و B-B متفاوت باشد، می‌توان فرض کرد که سهم یونی در تابع موج و بنابراین اختلاف بزرگ در الکترونگاتیوی وجود دارد. اگرچه الکترونگاتیویته، قطبیت پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های یک مولکول را تعیین می‌کند اما عامل تعیین کننده قطبیت کلی مولکول نیست چون مولکول می‌تواند دارای مرکز تقارن باشد. او فرض کرد که توزیع دوباره الکترون در طی تشکیل تر کیب به گونه‌ای است که در آن یک اتم به کاتیون (توسط ار دست دادن الکترون) و اتم دیگر به آنیون (توسط گرفتن الکترون) تبدیل می‌شود. مقدار انرژی اضافی که از جاذبه متقابل بارهای جزئی б+ و б- اضافه بر انرژی پیوند کووالانسی آزاد می‌شود، به قدر مطلق б و به تفاوت الکترونگاتیوی دو عنصر پیوند شده بستگی دارد.

الکترونگاتیویته، کاربرد و روند تغییرات آن

زیرا مقدار الکترونگاتیویته یک اتم علاوه بر ساختمان آن اتم به عوامل دیگری از جمله به تعداد و ماهیت اتم های متصل به آن و همچنین به وضعیت اوربیتال های اتم (نوع هیبریداسیون اوربیتال ها) نیز بستگی دارد. تغییرات الکترونگاتیویته عناصر در یک دوره: در یک دوره از جدول تناوبی و با افزایش عدد اتمی، اندازه شعاع کووالانسی اتم به تدریج کاهش یافته، بنابراین مقدار بار موثر هسته آن به تدریج افزایش می یابد. تعریف الکترونگاتیویته: اتم های مختلف در جدول تناوبی به دلیل اختلاف در بارهای هسته ای، و قطعا اثر پوششی و حفاظتی هسته بر روی لایه های داخلی، تمایل متفاوتی به الکترون های اتم همسایه نشان می دهند.

تغییرات الکترونگاتیویته عناصر: به طور کلی می توان گفت که الکترونگاتیویته عناصر با افزایش تعداد الکترون های لایه ظرفیت و در نتیجه افزایش بار موثر هسته و همچنین کاهش اندازه اتم افزایش می یابد. بنابراین بدون در نظر گرفتن گازهای نجیب، الکترونگاتیوترین عناصر، در گوشه بالای سمت راست جدول تناوبی و کمترین الکترونگاتیوی مربوط به عناصری است که در گوشه پایین سمت چپ جدول قرار گرفته اند. الکترونگاتیویته، کاربرد و روند تغییرات آن: به میزان تمایل نسبی یک اتم برای کشیدن الکترون های پیوندی به سمت هسته خود، الکترونگاتیویته یا الکترونگاتیوی (Electronegativity) گفته می شود. الکترونگاتیویته و قطبیت کلی مولکول: همان طور که در بخش قبلی بیان شد، الکترونگاتیویته میزان قطبیت پیوند های شیمیایی بین اتم های درگیر در پیوند های یک مولکول را تعیین می کند.

تغییرات الکترونگاتیویته عناصر در یک گروه: در یک گروه از جدول تناوبی و با افزایش عدد اتمی، به طور همزمان اندازه شعاع کووالانسی اتم و مقدار بار موثر هسته آن افزایش می یابد. از طرفی در مولکول های دو اتمی جور هسته، الکترونگاتیوی دو اتم درگیر در پیوند یکسان بوده، بنابراین تمایل اتم های دو طرف پیوند برای جذب الکترون های پیوندی برابر می باشد. کمترین و بیشترین میزان الکترونگاتیویته: به طور کلی در جدول تناوبی، در هر دوره از چپ به راست، الکترونگاتیویته افزایش و در هر گروه از بالا به پایین کاهش پیدا می کند. به هر حال الکترونگاتیوی اتم ها را معمولا به عنوان یک عدد ثابت در نظر می گیرند اما توجه داشته باشید که نباید مقادیر الکترونگاتیویته را مبنای محاسبات دقیق قرار داد.

تغییرات الکترونگاتیوی در جدول تناوبی

نصف فا صله بین هسته دو اتم مماس بر هم جور هسته شعاع واندروالس نامیده می شود شعاع واندروالس بزرگتر از شعاع کووالانس است زیرا همپو شانی در آنها ایجاد نمی شود شعاع گازهای نجیب از نوع واندروالس است به همین علت هالوژنها شعاع کمتری از گاز های نجیب دارند. هر چه شعاع یک اتم کوچکتر باشد جاذبه هسته برروی الکترونهای لایه آخربیشتر است در نتیجه الکترونگاتیوی نیز بیشترمیشود پس در یک دوره جدول از چپ به راست چون جاذبه هسته افزایش می یابد وتعداد سطوح اصلی ثابت است شعاع کاهش و الکترونگاتیوی زیاد می شود. مقایسه شعاع اتم و یون منفی همیشه شعاع اتمی کمتر از شعاع آ نیون ان است به علت اینکه تعداد لایه های ا صلی وعد داتمی مساوی ا ست ولی الکترونهای لایه آ خر در آ نیون بیشتر است درنتیجه دافعه بین لایه های الکترونی بیشتر می شود وشعاع افزایش می یا بد.

ب—اکتینیدها – 14  عنصر هستند لایه فرعی  5  Fدر حال پر شدن است خواصی شبیه اکتینییم  (خانه89  ) دارند اکتینیم جز ء این عناصر نیست در تناوب هفتم قرار دارند  در طبیعت به شکل آزاد وجود ندارند و پرتو زا هستند. الف – در یک دوره جدول از چپ به راست شعاع اتمی کاهش می یابد به علت اینکه تعداد لا یه های اصلی ثابت است ولی عدد اتمی افزایش می یابد در نتیجه جاذبه هسته بر روی الکترو نهای لایه آخر زیاد می شود و شعاع اتمی کاهش می یابد. Na+E1 =Na+e                                                           .

تعیین تناوب اتم از روی جهش –از روی تعداد جهش می توان تناوب اتم را تعیین کرد به ا ین صورت که تعداد جهش را با عدد یک جمع می کنیم مثلا اتمی که 4 جهش بزرگ در انرژیهای خود دارد در دوره 5 جدول است. جدول تناوبی دارای 18  ستون عمودی ( گروه ) که 8 گروه اصلی و 10 گروه فرعی است و دارای هفت ردیف افقی ( دوره ) است که کوتاه ترین دوره آ ن دوره اول ( دوعنصر ) و بلند ترین دوره آ ن دوره ششم است. N 1S2/ 2S2  2P3                                نیتروژن در دوره 2 وگروه 5 اصلی ( پانز ده)       . دومین انرژی  یونش در گروه اول  بیشتر از گروه دوم است به علت اینکه در لایه آخر خود بیشتر از یک الکترون ندارند و دومین الکترون باید از لایه ماقبل  آخر جدا شود.

بانک مقالات فارسی

زیرا بررسیها نشان داده است که الکترونگاتیوی اتم خصلتی تغییرپذیر است و چگونگی و میزان این تغییر به وضعیت اوربیتالهای اتم، یعنی به نوع هیبریداسیون اوربیتالهای آن و نیز به تعداد و نوع اتمها یا گروههای اتمی که در ترکیبات با آن پیوند دارند (یعنی در حقیقت به مقدار بار الکتریکی جزئی آن در ترکیب موردنظر) بستگی دارد. هینس و یافه در سال ۱۹۶۲ و هیویی در سال ۱۹۶۵ با بررسیهای دقیقی که انجام داده بودند، دریافتند که الکترونگاتیوی عناصر نه تنها برحسب نوع هیبریداسیون اوربیتالهای لایه ظرفیت آنها در یک ترکیب تغییر می‌کند، بلکه از تغییرات بار الکتریکی جزئی اتم در آن ترکیب نیز پیروی می‌کند.

بر این اساس، می‌توان پیش‌بینی کرد که هر چه سهم اوربیتال s در تشکیل اوربیتالهای هیبریدی بیشتر باشد (به بیانی دیگر، هر چه اوربیتالهای هیبریدی دارای خصلت sبیشتری باشند)، الکترونگاتیوی اتم در پیوندی که با چنین اوربیتال هیبریدی تشکیل می‌شود، بیشتر خواهد بود. مثلاً حتی با وجود اینکه هیبریداسیون اوربیتالهای اتم کربن در ترکیباتی نظیرch3chbr3,chcl3,chf3,chو غیره از نوع SP3است، اما الکترونگاتیوی کربن در پیوند در آنها برابر نیست زیرا در گروههایcbr3ccl,ch3 وci3 ، پیوندهای X-Cقطبی بوده و میزان قطبیت آنها، در این گروهها یکسان نیست. با توجه به داده‌های جدول، الکترونگاتیوی ۳ در مورد اتم نیتروژن را باید به حالت حد واسطی بین اوربیتال خالص pو اوربیتال هیبریدیsp3 و الکترونگاتیوی ۵/۳ برای اتم اکسیژن را نیز باید به حالت حد واسطی بین اوربیتال pخالص و اوربیتال هیبریدیsp3 نسبت داد.

با توجه به اینکه مقدار انرژی هر پیوند، مقدار انرژی یونیزاسیون، مقدار انرژی الکترونخواهی، بار مؤثر هسته و شعاع کووالانسی اتم مقدار ثابتی است، چنین به نظر می‌آید که الکترونگاتیوی هر اتم، خاصیتی تغییر ناپذیر و مقدار آن همواره ثابت است. چون سطح انرژی تراز sلایه ظرفیت از سطح انرژی ترازهای Pو dدر عناصر اصلیپایین‌تر است، اوربیتالهای هیبریدی حاصل، نسبت به اوربیتالهای اتمی خالص pو یا d، تحت تأثیر نیروی جاذبه بیشتری از طرف هسته اتم قرار می‌گیرد. در جدول زیر، به عنوان نمونه، مقادیر الکترونگاتیوی اتمهای کربن، نیتروژن و اکسیژن در ترکیبات مختلف آنها در ارتباط با هیبریداسیون اوربیتالها که توسط هینس و یافه در سال ۱۹۶۲ به دست آمد، نشان داده شده است.

فصل دوم شیمی ۲