جدول الكهروسالبية

جدول السالبية الكهربائية للعناصر

[3]

فرق الكهروسالبية ونوع الرابطة

السالبية الكهربائية

الكهربية هي مقياس لميل الذرة لجذب زوج من الإلكترونات المترابطة.

مقياس بولينج هو الأكثر استخدامًا، يتم تعيين الفلور، وهو العنصر الأكثر كهرسلبية، بقيمة 4.0، وتتراوح القيم إلى السيزيوم، والفرنسيوم، وهما الأقل كهرسلبية عند 0.7.

توفر القيمة المطلقة للاختلاف في الكهروسالبية (EN) لذرتين مترابطتين مقياسًا تقريبيًا للقطبية المتوقعة في الرابطة، وبالتالي نوع الرابطة.

عندما يكون الاختلاف صغيرًا جدًا أو صفرًا، تكون الرابطة تساهمية وغير قطبية، عندما تكون كبيرة، تكون الرابطة قطبية تساهمية أو أيونية.

القيم المطلقة للاختلافات الكهربية بين الذرات في الروابط H-H و H-Cl و Na-Cl هي 0 (غير قطبية)، و 0.9 (تساهمية قطبية)، و 2.1 (أيونية) على التوالي.

تختلف الدرجة التي يتم فيها مشاركة الإلكترونات بين الذرات من متساوية تمامًا (رابطة تساهمية نقية) إلى عدم تساويها مطلقًا (رابطة أيونية).

تحديد الروابط القطبية

الرابطة القطبية هي رابطة تساهمية يكون فيها فصل الشحنة بين طرف وآخر، بمعنى آخر يكون فيه أحد الطرفين موجبًا قليلاً، والآخر سالبًا قليلاً.

تشمل الأمثلة معظم الروابط التساهمية، وتعتبر رابطة الهيدروجين والكلور في حمض الهيدروكلوريك، أو روابط الهيدروجين والأكسجين في الماء نموذجية.

ولتحديد

الكهروسالبية والقطبية

بين الذرات والجزيئات فهي كالتالي:

ارتباط الذرات

أولًا ضع في اعتبارك رابطة بين ذرتين، A و B:

• في حال ارتبطت ذرتان متساويتان من حيث الكهروسالبية، فإنّ كلاهما لهما نفس الميل لجذب زوج الإلكترونات المترابط، وبالتالي سيتم العثور عليه في منتصف المسافة بين الذرتين.
  
  للحصول على رابطة مثل هذه، يجب أن يكون A و B من نفس الذرة، وستجد هذا النوع من الروابط، على سبيل المثال في جزيئات H2 أو Cl2.

يمكن اعتبار هذا النوع من الرابطة على أنّه رابطة تساهمية “نقية”، حيث يتم تقاسم الإلكترونات بالتساوي بين الذرتين.

• في حال كانت الذرة B أكثر كهروسالبية من A، سوف يجذب B زوج الإلكترون بدلاً من A.
  
  هذا يعني أنّ الطرف B من الرابطة لديه أكثر من نصيبه العادل من كثافة الإلكترون وبالتالي يصبح سالبًا قليلاً.
  
  في الوقت نفسه، تصبح النهاية A، وهي أقل من الإلكترونات موجبة قليلاً.

ارتباط الجزيئات

في جزيء بسيط مثل حمض الهيدروكلوريك، إذا كانت الرابطة قطبية، كذلك يكون الجزيء بأكمله قطبيًا ، بينما في CCl، تكون كل رابطة قطبية.

ومع ذلك، فإنّ الجزيء ككل ليس قطبيًا، بمعنى أنه ليس له نهاية أو جانب سلبي قليلاً، وواحد موجب قليلاً. يكون الجزء الخارجي من الجزيء سالبًا إلى حد ما؛ ولكن لا يوجد فصل شامل للشحنة من أعلى إلى أسفل ، أو من اليسار إلى اليمين.

على النقيض من ذلك، فإنّ CHCl3 قطبي، والهيدروجين الموجود في الجزء العلوي من الجزيء أقل كهرسلبية من الكربون؛ وبالتالي يكون موجبًا قليلاً.

هذا يعني أن للجزيء الآن “قمة” موجبة قليلاً و “قاع” سلبي قليلاً، وكذلك الجزيء القطبي بشكل عام.

سوف يحتاج الجزيء القطبي إلى أن يكون “ذو جانب متدرج” بطريقة ما. [1]

أمثلة على السالبية الكهربية

تصف الكهروسالبية الدرجة التي تجذب بها الذرة الإلكترونات في رابطة كيميائية، ويحدد الاختلاف في الكهربية بين ذرتين نوع الرابطة بينهما.

• إذا كان فرق الكهربية أكثر من 1.7، فسيكون للرابطة طابع أيوني.
• إذا كان فرق الكهربية بين 0.4 و 1.7، فإنّ الرابطة سيكون لها طابع التساهمية القطبية.
• أخيرًا، إذا كان فرق الكهربية أقل من 0.4 ، فسيكون للرابطة طابع تساهمي غير قطبي.

على عكس العديد من الاتجاهات الدورية الأخرى، سواء في

الجدول الدوري

، فلا تحتوي الكهروسالبية على وحدات فعلية.

إنّها طريقة للجمع بين اتجاهين دوريين آخرين: طاقة التأين وتقارب الإلكترون؛ طاقة التأين هي كمية الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون من ذرة محايدة.

وتقارب الإلكترون هو مقدار الطاقة المنبعثة أو المطلوبة عندما تكسب ذرة محايدة إلكترونًا.

لا تحتوي الكهربية على أي وحدات، ومع ذلك، فإنّ مقياس بولينج للكهرباء يسرد السيزيوم على أنه أقل عنصر كهرسلبي، بقيمة 0.79. في هذا المقياس، الفلور هو العنصر الأكثر كهرسلبية، بقيمة 4.0.

كلوريد الصوديوم

الصوديوم له كهرسلبية 0.9، بينما الكلور له كهرسلبية 3.0، والفرق بين هذه القيم هو 2.1، مما يعني أن كلوريد الصوديوم له رابطة أيونية.

في الرابطة الأيونية، يجذب العنصر الأكثر كهرسلبية إلكترونًا من العنصر الأقل كهرسلبية، وفي هذه الحالة، يصبح الكلور عبارة عن أيون، بينما يصبح الصوديوم أيون الصوديوم.

الماء

الهيدروجين له كهرسلبية 2.0، بينما الأكسجين له كهرسلبية 3.5، والفرق في الكهربية هو 1.5، مما يعني أنّ الماء جزيء تساهمية قطبي.

هذا يعني أنّ الإلكترونات تنجذب بشكل كبير نحو العنصر الأكثر كهرسلبية؛ لكن الذرات لا تتأين.

في الماء، يتم سحب إلكترون من كل ذرة من ذرات الهيدروجين نحو ذرة الأكسجين، في هذه الحالة، تحتوي ذرة الأكسجين على شحنة سالبة جزئية، بينما تحتوي ذرات الهيدروجين على شحنة موجبة جزئية.

غاز الهيدروجين

في غاز الهيدروجين، تترابط ذرتان من الهيدروجين معًا، وفرق الكهروسالبية بين هذه الذرات هو صفر.

هذه رابطة تساهمية غير قطبية، وفي هذه الحالة، لا تفضل إلكترونات الذرتين ذرة واحدة على الأخرى، وبدلاً من ذلك، يدورون حول كلا النوى ويقال إنهم مشتركون بين الذرتين، ويمكن أن توجد الروابط التساهمية بين عنصرين مختلفين أيضًا، طالما أنّ فرق كهرسلبيتهما أقل من 0.4. [2]

الكهروسالبية والقطبية

يتم تحديد ما إذا كانت الرابطة غير قطبية، أو تساهمية قطبية، بواسطة خاصية الذرات الرابطة التي تسمى الكهروسالبية.

الكهروسالبية هي مقياس لميل الذرة لجذب الإلكترونات، أو كثافة الإلكترون، نحو نفسها، ويحدد كيفية توزيع الإلكترونات المشتركة بين الذرتين في الرابطة.

كلما زادت قوة جذب الذرة للإلكترونات في روابطها، زادت كهرسلبيتها.

يتم إزاحة الإلكترونات الموجودة في الرابطة التساهمية القطبية نحو الذرة الأكثر كهرسلبية؛ وبالتالي، فإن الذرة الأكثر كهرسلبية هي التي تحتوي على شحنة سالبة جزئية.

كلما زاد الاختلاف في الكهربية، زاد الاستقطاب في توزيع الإلكترون وزادت الشحنات الجزئية للذرات.

الكهروسالبية مقابل تقارب الإلكترون

يجب أن نكون حريصين على عدم الخلط بين الكهروسالبية وتقارب الإلكترون.

تقارب الإلكترون لعنصر ما هو كمية مادية قابلة للقياس، أي الطاقة المنبعثة أو الممتصة عندما تكتسب ذرة طور غاز معزولة إلكترونًا، تقاس بالكيلو جول / مول.

من ناحية أخرى، تصف الكهروسالبية مدى إحكام جذب الذرة للإلكترونات في رابطة، أي إنها كمية بلا أبعاد يتم حسابها وليس قياسها.

اشتق باولينج القيم الكهربية الأولى من خلال مقارنة كميات الطاقة المطلوبة لكسر أنواع مختلفة من الروابط. اختار مقياس نسبي تعسفي يتراوح من 0 إلى 4. [4]