Al tratar de averiguar qué tipo de enlace se establece entre dos elementos, es probable que esté acostumbrado a observar la electronegatividad. Según la diferencia de electronegatividad entre los dos elementos, puede predecir qué tipo de enlace se formará.
Pero hay un pequeño problema con esto. Si bien a menudo se piensa en los enlaces en términos idealizados como iónicos o covalentes, no es así como funcionan en la vida real. En cambio, la mayoría de los bonos tienen porcentaje de carácter iónico.
¿Qué es el carácter porcentual iónico?
Hay dos extremos en la vinculación con los que probablemente esté familiarizado:
- enlace iónico: transferencia completa de un electrón
- enlace covalente: dos átomos comparten electrones
A menos que los dos átomos sean iguales, dos átomos no comparten perfectamente los electrones.
Por ejemplo, O2 es un enlace verdaderamente covalente. Por otro lado, el enlace covalente entre el oxígeno y el hidrógeno en el agua no lo es. Cualquier elemento que tenga una mayor electronegatividad (mayor deseo de acaparar los electrones) en realidad atraerá los electrones hacia sí mismo. El oxígeno tiene una mayor electronegatividad y, por lo tanto, tiene una carga negativa parcial. Como resultado, hay cierto carácter iónico parcial en el enlace.
Sin embargo, la diferencia de electronegatividad puede decirle algo sobre el porcentaje de carácter iónico del enlace. Si la diferencia de electronegatividad entre dos átomos es alta, habrá un carácter más iónico en el enlace. Si la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos es baja, habrá menos carácter iónico en el enlace.
Cálculo del carácter iónico porcentual
Para cuantificar cómo se distribuye la carga dentro de un enlace, puede determinar la momento bipolar. El momento dipolar es la propiedad física que determina cómo se distribuye asimétricamente la carga dentro de un enlace. Se define como el producto de la cantidad total de carga positiva o carga negativa y la distancia entre el centro de las distribuciones de carga.
Para calcular el porcentaje de carácter iónico, deberá utilizar la siguiente ecuación:
Aquí, μExp es el momento dipolar determinado experimentalmente, mientras que μiónico es el momento dipolar si el enlace es perfectamente iónico.
μExp se determina experimentalmente y se puede encontrar en tablas como la de la Sección de Referencia. μiónico debe calcularse utilizando la siguiente fórmula:
Aquí, Q es la carga (o la carga de un electrón) y r es la distancia entre los dos átomos. Esto también debe determinarse experimentalmente.
Ahora, puede calcular el porcentaje de carácter iónico dado el momento dipolar determinado experimentalmente y el momento dipolar si el enlace fuera perfectamente iónico.
¿Qué tal una estimación del porcentaje de carácter iónico dada la diferencia de electronegatividad?
Estimación del carácter iónico porcentual
Después de encontrar el porcentaje de carácter iónico como se muestra arriba, el químico Linus Pauling encontró una relación empírica entre la diferencia de electronegatividad y el porcentaje de carácter iónico. Esta relación no es perfecta, pero da una estimación decente del porcentaje de carácter iónico.
Aquí está la ecuación:
Aquí, Δx es la diferente electronegatividad entre los dos elementos. Por ejemplo, eche un vistazo a HCl. La electronegatividad de Cs es 2,20, mientras que la de Cl es 3,1. (Puede buscar esto usando el tabla periódica en la sección de recursos). La diferencia es, por tanto, de aproximadamente 0,9. Puede conectar eso para Δx para encontrar el porcentaje iónico personaje:
Completar el cálculo le da:
Entonces, el porcentaje de carácter iónico es:
Por tanto, el enlace entre el HCl tiene un carácter iónico del 20 por ciento. La tabla 5.4.1 en la primera referencia nos dice que el porcentaje real de carácter iónico es 17.7 por ciento, por lo que esta estimación basada en la relación empírica le da una buena estimar! De lo contrario, puede utilizar el momento dipolar observado experimentalmente para calcular el porcentaje de carácter iónico.