Когато се опитвате да разберете каква връзка е направена между два елемента, най-вероятно сте свикнали да гледате на електроотрицателността. Въз основа на разликата в електроотрицателността между двата елемента можете да предскажете какъв вид връзка ще се образува.
Но има малък проблем с това. Докато връзките често се мислят в идеализирани термини или като йонни, или като ковалентни, това всъщност не е така в реалния живот. Вместо това повечето облигации имат a проценти йонни символи.
Какво представлява процентът на йонния характер?
Има две крайности в свързването, с които вероятно сте запознати:
- йонно свързване: пълен трансфер на електрон
- ковалентна връзка: два атома споделят електрони
Освен ако двата атома не са еднакви, два атома не споделят идеално електроните.
Например O2 е наистина ковалентна връзка. От друга страна, ковалентната връзка между кислорода и водорода във водата не е такава. Който и елемент да има по-висока електроотрицателност (по-голямо желание да свива електроните), всъщност ще придърпа електроните по-близо до себе си. Кислородът има по-висока електроотрицателност и така има частичен отрицателен заряд. В резултат на това има някаква частична йонна характеристика на връзката.
Разликата в електронегативността обаче може да ви каже нещо за процента йонния характер на връзката. Ако разликата в електроотрицателността между два атома е висока, връзката ще има по-йонен характер. Ако разликата в електроотрицателността между двата атома е ниска, ще има по-малко йонна характеристика на връзката.
Изчисляване на процента йонен характер
За да определите количествено как се разпределя зарядът в една връзка, можете да определите диполен момент. Диполният момент е физическото свойство, което определя как асиметрично се разпределя зарядът в една връзка. Определя се като произведение на общото количество положителен заряд или отрицателен заряд и разстоянието между центъра на разпределенията на заряда.
За да изчислите процента йонни символи, ще трябва да използвате следното уравнение:
Тук, μопит е експериментално определеният диполен момент, докато μйонен е диполният момент, ако връзката е била идеално йонна.
μопит е експериментално определено и може да бъде намерено в таблици като тази в справочния раздел. μйонен трябва да се изчисли по следната формула:
Тук Q е зарядът (или зарядът на електрон), а r е разстоянието между двата атома. Това също трябва да се определи експериментално.
Сега можете да изчислите процента на йонния характер, като се има предвид експериментално определеният диполен момент и диполния момент, ако връзката е идеално йонна.
Какво ще кажете за оценка на процента на йонния характер при дадена разлика в електроотрицателността?
Оценка на процента йонен характер
След като намери процента на йонния характер, както е показано по-горе, химикът Линус Полинг открива емпирична връзка между разликата в електроотрицателността и процента на йонния характер. Тази връзка не е перфектна, но дава достойна оценка на процента йонни характеристики.
Ето уравнението:
Тук Δx е различното в електроотрицателността между двата елемента. Например, разгледайте HCl. Електроотрицателността на Cs е 2,20, докато за Cl е 3,1. (Можете да потърсите това с помощта на периодична таблица в раздела ресурси.) Разликата по този начин е около 0,9. Можете да го включите за Δx, за да намерите процента йонни характер:
Попълването на изчислението ви дава:
Така процентният йонния характер е:
По този начин връзката между HCl има 20 процента йонни характеристики. Таблица 5.4.1 в първата справка ни казва, че действителният процент на йонния характер е 17,7%, така че тази оценка, базирана на емпиричната връзка, ви дава добра оценка! В противен случай можете да използвате експериментално наблюдавания диполен момент, за да изчислите процента йонни характеристики.