Kun yrität selvittää, millainen side kahden elementin välillä muodostuu, olet todennäköisesti tottunut tarkastelemaan elektronegatiivisuutta. Kahden elementin välisen elektronegatiivisuuden eron perusteella voit ennustaa, millainen sidos muodostuu.
Mutta tässä on pieni ongelma. Vaikka sidoksia ajatellaan usein idealisoidusti joko ionisina tai kovalentteina, se ei todellakaan toimi todellisessa elämässä. Sen sijaan useimmilla joukkovelkakirjoilla on prosenttimäärä ionista luonnetta.
Mikä on ionisen prosenttimäärän prosenttiosuus?
Liimaus on kaksi äärimmäisyyttä, jotka olet todennäköisesti tuntenut:
- ionisidos: elektronin täydellinen siirto
- kovalenttinen sitoutuminen: kaksi atomia jakaa elektroneja
Ellei nämä kaksi atomia ole samat, kaksi atomia eivät jaa täydellisesti elektroneja.
Esimerkiksi O2 on todella kovalenttinen sidos. Toisaalta kovalenttinen sidos hapen ja vedyn välillä vedessä ei ole. Kumpi elementti on korkeampi elektronegatiivisuus (suurempi halu piilottaa elektronit), vetää elektronit lähemmäs itseään. Hapella on suurempi elektronegatiivisuus ja siten myös osittainen negatiivinen varaus. Tämän seurauksena sidoksella on jonkin verran osittaista ionista luonnetta.
Elektronegatiivisuusero voi kuitenkin kertoa sinulle jotain sidoksen prosenttiosuudesta. Jos kahden atomin välinen elektronegatiivisuusero on suuri, sidoksella on ionisempi luonne. Jos näiden kahden atomin välinen elektronegatiivisuusero on pieni, sidoksella on vähemmän ioniominaisuuksia.
Ionimerkin prosenttiosuuden laskeminen
Voit laskea kuinka maksu jakautuu joukkovelkakirjassa, voit määrittää dipolihetki. Dipolimomentti on fyysinen ominaisuus, joka määrittää kuinka epäsymmetrisesti varaus jakautuu sidoksen sisällä. Se määritellään positiivisen tai negatiivisen varauksen kokonaismäärän ja varauksen jakaumien keskipisteen välisen tuloksen tulona.
Ionimerkkien prosenttiosuuden laskemiseksi sinun on käytettävä seuraavaa yhtälöä:
Tässä μexp on kokeellisesti määritetty dipolimomentti, kun taas μioninen on dipolimomentti, jos sidos oli täysin ioninen.
μexp määritetään kokeellisesti ja löytyy taulukoista, kuten viiteosasta. μioninen on laskettava seuraavalla kaavalla:
Tässä Q on varaus (tai elektronin varaus) ja r on kahden atomin välinen etäisyys. Tämä on määritettävä myös kokeellisesti.
Nyt voit laskea prosenttisen ionimerkin, kun otetaan huomioon kokeellisesti määritetty dipolimomentti ja dipolimomentti, jos sidos olisi täysin ioninen.
Entä arvio ionipitoisuudesta, kun otetaan huomioon ero elektronegatiivisuudessa?
Ionimerkin prosenttiosuuden arvioiminen
Löydettyään prosenttisen ionihahmon, kuten edellä on esitetty, kemisti Linus Pauling löysi empiirisen suhteen elektronegatiivisuuden eron ja prosentuaalisen ionimerkin välillä. Tämä suhde ei ole täydellinen, mutta se antaa kunnollisen arvion ionimerkin prosenttiosuudesta.
Tässä on yhtälö:
Tässä Δx on erilainen elektronegatiivisuudessa näiden kahden elementin välillä. Katso esimerkiksi HCl. Cs: n elektronegatiivisuus on 2,20, kun taas Cl: llä se on 3,1. (Voit etsiä tämän käyttämällä jaksollisen taulukon resurssit-osiossa.) Ero on siis noin 0,9. Voit kytkeä sen Δx: lle ioniprosentin löytämiseksi merkki:
Laskennan suorittaminen antaa sinulle:
Joten prosentuaalinen ioninen luonne on:
Siten HCl: n välisellä sidoksella on 20 prosentin ioninen luonne. Ensimmäisen viitteen taulukossa 5.4.1 kerrotaan, että todellinen ioniprosentti on 17,7 prosenttia, joten tämä empiiriseen suhteeseen perustuva arvio antaa sinulle hyvän arvio! Muussa tapauksessa voit käyttää kokeellisesti havaittua dipolimomenttia laskeaksesi ionimerkin prosenttiosuuden.