Kui proovite välja selgitada, milline side kahe elemendi vahel tekib, olete tõenäoliselt harjunud elektronegatiivsust vaatama. Nende kahe elemendi elektronegatiivsuse erinevuse põhjal saate ennustada, milline side tekib.
Kuid selles on väike probleem. Ehkki võlakirjadele mõeldakse sageli idealiseeritud kujul kui ioonseteks või kovalentseteks, siis päris elus see päris nii ei käi. Selle asemel on enamikul võlakirjadel a ioonse iseloomu protsent.
Mis on ioonmärgi protsent?
Liimimisel on kaks äärmust, millega olete ilmselt tuttav:
- iooniline sidumine: elektroni täielik ülekanne
- kovalentne side: kaks aatomit jagavad elektrone
Kui kaks aatomit ei ole ühesugused, ei jaga kaks aatomit elektrone ideaalselt.
Näiteks O2 on tõeliselt kovalentne side. Teisalt ei ole kovalentne side hapniku ja vesiniku vahel vees. Ükskõik kummal elemendil on kõrgem elektronegatiivsus (suurem soov elektronid pista), tõmbab elektronid tegelikult endale lähemale. Hapnikul on suurem elektronegatiivsus ja seega osaline negatiivne laeng. Selle tulemusena on sidemel osaline iooniline iseloom.
Elektroneegatiivsuse erinevus võib teile siiski öelda sideme ioonilise protsendi kohta. Kui kahe aatomi elektronegatiivsuse erinevus on suur, on sidemel ioonilisem iseloom. Kui kahe aatomi elektronegatiivsuse erinevus on väike, on sidemel vähem ioonset iseloomu.
Ioonmärgi protsendi arvutamine
Kvantifitseerimiseks, kuidas laeng võlakirjas jaotub, saate selle määrata dipoolmoment. Dipoolmoment on füüsikaline omadus, mis määrab, kuidas laeng asümmeetriliselt jaotub sidemes. See on määratletud positiivse laengu või negatiivse laengu kogusumma ja laengujaotuste keskpunkti vahekorra korrutisena.
Ioonmärgi protsendi arvutamiseks peate kasutama järgmist võrrandit:
Siin μexp on eksperimentaalselt määratud dipoolmoment, samas kui μioonne on dipoolmoment, kui side oli ideaalselt iooniline.
μexp on katseliselt määratud ja leitav sellistest tabelitest nagu viitesektsioon. μioonne tuleb arvutada järgmise valemi abil:
Siin on Q laeng (või elektroni laeng) ja r on kahe aatomi vaheline kaugus. See tuleb määrata ka eksperimentaalselt.
Nüüd saate arvutada ioonmärgi protsendi, arvestades eksperimentaalselt määratud dipoolmomenti ja dipoolmomenti, kui side oleks ideaalselt iooniline.
Mis saab ioonilise iseloomu protsendi hinnangust, arvestades erinevust elektronegatiivsuses?
Ioonilise iseloomu protsendi hindamine
Pärast ülaltoodud ioonse protsendi leidmist leidis keemik Linus Pauling empiirilise seose elektronegatiivsuse erinevuse ja ioonse protsendi vahel. See suhe pole täiuslik, kuid annab küllaldase hinnangu ioonse protsendi protsendi kohta.
Siin on võrrand:
Siin on Δx kahe elemendi elektronegatiivsuses erinev. Näiteks heitke pilk HCl-le. Cs elektronegatiivsus on 2,20, Cl puhul aga 3,1. (Selle saate otsida, kasutades ressursside jaotises olev perioodiline tabel.) Erinevus on seega umbes 0,9. Ioonprotsendi leidmiseks võite selle ühendada Δx jaoks märk:
Arvestuse täitmine annab teile:
Niisiis on ioonse iseloomu protsent:
Seega on HCl-i sidemel 20 protsenti ioonset iseloomu. Esimese viite tabel 5.4.1 ütleb meile, et tegelik ioonmärgi protsent on 17,7 protsenti, nii et see empiirilisel seosel põhinev hinnang annab teile hea hinnang! Vastasel juhul võite ioonmärgi protsendi arvutamiseks kasutada katseliselt täheldatud dipoolmomenti.