Když se snažíte zjistit, jaký druh vazby je vytvořen mezi dvěma prvky, pravděpodobně jste zvyklí dívat se na elektronegativitu. Na základě rozdílu v elektronegativitě mezi těmito dvěma prvky můžete předpovědět, jaký druh vazby se vytvoří.
S tím ale nastal mírný problém. Zatímco o vazbách se často uvažuje v idealizovaném smyslu buď jako iontové nebo kovalentní, ve skutečnosti to tak ve skutečnosti nefunguje. Místo toho má většina dluhopisů a procentní iontový charakter.
Co je procento iontového charakteru?
Existují dva extrémy lepení, které pravděpodobně znáte:
- iontová vazba: úplný přenos elektronu
- kovalentní vazba: dva atomy sdílejí elektrony
Pokud nejsou dva atomy stejné, dva atomy nesdílejí dokonale elektrony.
Například O2 je skutečně kovalentní vazba. Na druhou stranu kovalentní vazba mezi kyslíkem a vodíkem ve vodě není. Kterýkoli prvek má vyšší elektronegativitu (vyšší touha po elektronech), ve skutečnosti přitáhne elektrony blíže k sobě. Kyslík má vyšší elektronegativitu, a proto má i částečný záporný náboj. Výsledkem je určitý částečný iontový charakter vazby.
Rozdíl elektronegativity vám však může říci něco o procentu iontového charakteru vazby. Pokud je rozdíl elektronegativity mezi dvěma atomy vysoký, bude mít vazba iontový charakter. Pokud je rozdíl elektronegativity mezi dvěma atomy nízký, bude mít vazba méně iontový charakter.
Výpočet procentuálního iontového znaku
Chcete-li kvantifikovat, jak je náboj rozložen ve vazbě, můžete určit dipólový moment. Dipólový moment je fyzikální vlastnost, která určuje, jak je asymetricky distribuován náboj ve vazbě. Je definován jako součin celkového množství kladného nebo záporného náboje a vzdálenosti mezi středem rozložení náboje.
Pro výpočet procentuálního iontového znaku budete muset použít následující rovnici:
Tady, μexp je experimentálně stanovený dipólový moment, zatímco μiontový je dipólový moment, pokud byla vazba dokonale iontová.
μexp je experimentálně určena a lze ji najít v tabulkách, jako je ta v Referenční sekci. μiontový je třeba vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Zde Q je náboj (nebo náboj elektronu) a r je vzdálenost mezi dvěma atomy. Toto musí být také stanoveno experimentálně.
Nyní můžete vypočítat procentní iontový charakter daný experimentálně stanoveným dipólovým momentem a dipólovým momentem, pokud byla vazba dokonale iontová.
A co odhad procentního iontového charakteru vzhledem k rozdílu v elektronegativitě?
Odhad procento iontového charakteru
Po zjištění procenta iontového charakteru, jak je uvedeno výše, našel chemik Linus Pauling empirický vztah mezi rozdílem elektronegativity a procentem iontového charakteru. Tento vztah není dokonalý, ale poskytuje slušný odhad procenta iontového charakteru.
Zde je rovnice:
Zde se Δx liší v elektronegativitě mezi těmito dvěma prvky. Například se podívejte na HCl. Elektronegativita Cs je 2,20, zatímco pro Cl je 3,1. (Toto můžete vyhledat pomocí periodická tabulka v sekci zdroje.) Rozdíl je tedy asi 0,9. Můžete to zapojit pro Δx, abyste zjistili iontové procento charakter:
Po dokončení výpočtu získáte:
Takže procento iontového charakteru je:
Vazba mezi HCl má tedy 20 procent iontového charakteru. Tabulka 5.4.1 v první referenci nám říká, že skutečné procento iontového charakteru je 17,7 procenta, takže tento odhad založený na empirickém vztahu vám dává dobrý odhad! V opačném případě můžete experimentálně pozorovaný dipólový moment použít k výpočtu procenta iontového charakteru.