Keelektronegatifan: skala, variasi, kegunaan, dan contoh

Elektronegativitas adalah sifat periodik mengenai kemampuan atom untuk menarik kepadatan elektron di lingkungan molekulnya. Ini adalah kecenderungan atom untuk menarik elektron ketika melekat pada molekul. Hal ini tercermin dalam perilaku banyak senyawa dan bagaimana mereka berinteraksi antarmolekul satu sama lain.

Tidak semua unsur menarik elektron dari atom yang berdekatan dengan derajat yang sama. Dalam hal mereka yang mudah melepaskan kerapatan elektron, mereka dikatakan elektropositif, sedangkan mereka yang “menutupi” diri mereka dengan elektron adalah elektronegatif . Ada banyak cara untuk menjelaskan dan mengamati sifat (atau konsep) ini.

Misalnya, peta potensial elektrostatik untuk sebuah molekul (seperti yang untuk klorin dioksida pada gambar di atas, ClO 2 ) menunjukkan efek elektronegativitas yang berbeda untuk atom klorin dan oksigen.

Warna merah menunjukkan daerah kaya elektron dari molekul, -, dan warna biru menunjukkan daerah miskin elektron, +. Jadi, setelah serangkaian perhitungan komputasi, jenis peta ini dapat dibuat; banyak dari mereka menunjukkan hubungan langsung antara lokasi atom elektronegatif dan -.

Hal ini juga dapat divisualisasikan sebagai berikut: dalam sebuah molekul, transit elektron lebih mungkin terjadi di sekitar atom yang paling elektronegatif. Karena alasan inilah untuk ClO 2 atom oksigen (bola merah) dikelilingi oleh awan merah, sedangkan atom klorin (bola hijau) awan kebiruan.

Pengertian keelektronegatifan tergantung pada pendekatan yang diberikan terhadap fenomena tersebut, ada beberapa skala yang mempertimbangkannya dari aspek-aspek tertentu. Namun, semua skala memiliki kesamaan bahwa mereka didukung oleh sifat intrinsik atom.

Skala keelektronegatifan

Keelektronegatifan bukanlah sifat yang dapat dikuantifikasi, juga tidak memiliki nilai mutlak. Mengapa? Karena kecenderungan atom untuk menarik kerapatan elektron ke arahnya tidak sama di semua senyawa. Dengan kata lain: elektronegativitas bervariasi tergantung pada molekul.

Jika untuk molekul ClO 2 atom Cl ditukar dengan atom N, maka kecenderungan O untuk menarik elektron juga akan berubah; itu bisa bertambah (membuat awan lebih merah) atau berkurang (kehilangan warna). Perbedaannya terletak pada ikatan NO baru yang terbentuk, sehingga memiliki molekul ONO (nitrogen dioksida, NO 2 ).

Karena keelektronegatifan atom tidak sama untuk semua lingkungan molekulnya, maka perlu untuk mendefinisikannya dalam variabel lain. Dengan cara ini, ada nilai yang berfungsi sebagai referensi dan memungkinkan untuk memprediksi, misalnya, jenis ikatan yang terbentuk (ion atau kovalen).

Skala pauling

Ilmuwan besar dan pemenang dua Hadiah Nobel, Linus Pauling, pada tahun 1932 mengusulkan bentuk kuantitatif (dapat diukur) dari elektronegatif yang dikenal sebagai skala Pauling. Di dalamnya, keelektronegatifan dua elemen, A dan B, yang membentuk ikatan, terkait dengan energi ekstra yang terkait dengan karakter ion dari ikatan AB.

Bagaimana ini? Secara teoritis, ikatan kovalen adalah yang paling stabil, karena distribusi elektronnya antara dua atom merata; yaitu, untuk molekul AA dan BB kedua atom berbagi pasangan elektron ikatan dengan cara yang sama. Namun, jika A lebih elektronegatif, maka pasangan itu akan lebih banyak dari A daripada B.

Dalam hal ini, AB tidak lagi sepenuhnya kovalen, meskipun jika elektronegativitasnya tidak berbeda jauh, dapat dikatakan bahwa ikatannya bersifat kovalen tinggi. Ketika ini terjadi, ikatan mengalami ketidakstabilan kecil dan memperoleh energi ekstra sebagai produk dari perbedaan elektronegativitas antara A dan B.

Semakin besar perbedaan ini, semakin besar energi ikatan AB, dan akibatnya semakin besar karakter ion dari ikatan tersebut.

Skala ini mewakili yang paling banyak digunakan dalam kimia, dan nilai elektronegativitas muncul dari penetapan nilai 4 untuk atom fluor. Dari sana mereka dapat dihitung dari unsur-unsur lainnya.

Skala Mulliken

Sementara skala Pauling berkaitan dengan energi yang terkait dengan ikatan, skala Robert Mulliken lebih terkait dengan dua sifat periodik lainnya: energi ionisasi (EI) dan afinitas elektron (AE).

Dengan demikian, unsur dengan nilai EI dan AE yang tinggi sangat elektronegatif, dan karena itu akan menarik elektron dari lingkungan molekulnya.

Mengapa? Karena EI mencerminkan betapa sulitnya untuk “merobek” elektron eksternal darinya, dan AE seberapa stabil anion yang terbentuk dalam fase gas. Jika kedua sifat tersebut memiliki besaran yang tinggi, maka unsur tersebut merupakan “pencinta” elektron.

Keelektronegatifan Mulliken dihitung dengan rumus berikut:

Χ M = ½ (EI + AE)

Artinya, M sama dengan nilai rata-rata EI dan AE.

Namun, tidak seperti skala Pauling yang bergantung pada atom mana yang membentuk ikatan, skala ini terkait dengan sifat-sifat keadaan valensi (dengan konfigurasi elektroniknya yang paling stabil).

Kedua skala menghasilkan nilai elektronegativitas yang serupa untuk unsur dan secara kasar terkait dengan konversi berikut:

Χ P = 1,35 (Χ M ) 1/2 – 1,37

Baik X M maupun X P adalah nilai tak berdimensi; yaitu, mereka kekurangan unit.

Skala AL Allred dan E.Rochow

Ada skala elektronegativitas lainnya, seperti skala Sanderson dan Allen. Namun, yang mengikuti dua yang pertama adalah skala Allred dan Rochow (χ AR ). Kali ini didasarkan pada muatan inti efektif yang dialami elektron pada permukaan atom. Oleh karena itu, ini terkait langsung dengan gaya tarik inti dan efek layar.

Bagaimana elektronegativitas bervariasi pada tabel periodik?

Sumber: Bartux di nl.wikipedia.

Terlepas dari skala atau nilai yang Anda miliki, keelektronegatifan meningkat dari kanan ke kiri untuk suatu periode, dan dari bawah ke atas dalam kelompok. Dengan demikian, meningkat ke arah diagonal kanan atas (tidak termasuk helium) sampai memenuhi fluor.

Pada gambar di atas Anda dapat melihat apa yang baru saja dikatakan. Dalam tabel periodik, elektronegativitas Pauling dinyatakan sebagai fungsi warna sel. Karena fluor adalah yang paling elektronegatif, ia memiliki warna ungu yang lebih menonjol, sedangkan yang paling elektronegatif (atau elektropositif) memiliki warna yang lebih gelap.

Demikian pula, dapat diamati bahwa kepala golongan (H, Be, B, C, dll.) memiliki warna yang lebih terang, dan ketika salah satu turun melalui golongan tersebut, unsur-unsur lainnya menjadi gelap. Tentang apakah ini? Jawabannya sekali lagi adalah baik dalam sifat EI, AE, Zef (muatan inti efektif) dan dalam jari-jari atom.

Atom dalam molekul

Atom individu memiliki muatan inti nyata Z dan elektron eksternal mengalami muatan inti efektif sebagai akibat dari efek perisai.

Saat bergerak melalui suatu periode, Zef meningkat sedemikian rupa sehingga atom berkontraksi; yaitu, jari-jari atom berkurang selama satu periode.

Hal ini mengakibatkan, pada saat ikatan satu atom dengan atom lain, elektron akan “mengalir” menuju atom dengan Zef tertinggi. Juga, ini memberikan karakter ion pada ikatan jika ada kecenderungan elektron untuk menuju atom. Jika tidak demikian, maka kita berbicara tentang ikatan kovalen yang dominan.

Untuk alasan ini, elektronegativitas bervariasi sesuai dengan jari-jari atom, Zef, yang pada gilirannya terkait erat dengan EI dan AE. Semuanya adalah rantai.

Untuk apa?

Untuk apa keelektronegatifan? Pada prinsipnya untuk menentukan apakah suatu senyawa biner adalah kovalen atau ion. Ketika perbedaan keelektronegatifan sangat tinggi (pada laju 1,7 unit atau lebih) senyawa tersebut dikatakan ion. Hal ini juga berguna untuk membedakan dalam struktur daerah mana yang cenderung lebih kaya elektron.

Dari sini, mekanisme atau reaksi apa yang mungkin dialami senyawa tersebut dapat diprediksi. Di daerah miskin elektron, +, spesies bermuatan negatif dapat bertindak dengan cara tertentu; dan di daerah yang kaya elektron, atom mereka dapat berinteraksi dengan cara yang sangat spesifik dengan molekul lain (interaksi dipol-dipol).

Contoh (klorin, oksigen, natrium, fluor)

Berapakah nilai keelektronegatifan atom klor, oksigen, natrium, dan fluor? Setelah fluor, siapa yang paling elektronegatif? Menggunakan tabel periodik, diamati bahwa natrium memiliki warna ungu tua, sedangkan warna untuk oksigen dan klorin secara visual sangat mirip.

Nilai elektronegativitasnya untuk skala Pauling, Mulliken, dan Allred-Rochow adalah:

Na (0,93, 1,21, 1,01).

O (3,44, 3,22, 3,50).

Cl (3.16, 3.54, 2.83).

F (3,98, 4,43, 4,10).

Perhatikan bahwa dengan nilai numerik perbedaan diamati antara negativitas oksigen dan klorin.

Menurut skala Mulliken, klorin lebih elektronegatif daripada oksigen, bertentangan dengan skala Pauling dan Allred-Rochow. Perbedaan keelektronegatifan antara dua unsur bahkan lebih jelas dengan menggunakan skala Allred-Rochow. Dan akhirnya, fluor terlepas dari skala yang dipilih adalah yang paling elektronegatif.

Oleh karena itu, di mana ada atom F dalam suatu molekul berarti ikatan tersebut akan memiliki karakter ion yang tinggi.

Referensi

  1. Menggigil & Atkins. (2008). kimia anorganik. (Edisi keempat., Halaman 30 dan 44). Bukit Mc Graw.
  2. Jim Clark. (2000). Keelektronegatifan. Diambil dari: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11 Desember 2017). Pengertian Keelektronegatifan dan Contohnya. Diambil dari: thinkco.com
  4. Mark E.Tuckerman. (5 November 2011). skala elektronegativitas. Diambil dari: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Keelektronegatifan. Diambil dari: es.wikipedia.org

Disprosium: struktur, sifat, perolehan, kegunaan
Fukosa: ciri-ciri, struktur, fungsi
Kegunaan Keton — contoh, rumus, sifat, tata nama
Entalpi larutan: cara menghitung, kegunaan, dan latihan