Kada pokušavate otkriti kakva je veza napravljena između dva elementa, vjerojatno ste navikli gledati elektronegativnost. Na temelju razlike u elektronegativnosti između dva elementa možete predvidjeti kakvu će vezu stvoriti.
Ali, postoji mali problem s tim. Iako se o vezama često govori u idealiziranim uvjetima ili kao ionske ili kao kovalentne, to u stvarnosti ne funkcionira u stvarnosti. Umjesto toga, većina obveznica ima posto ionskog karaktera.
Što je postotak jonskog karaktera?
Dvije su krajnosti vezivanja koje su vam vjerojatno poznate:
- ionska veza: potpuni prijenos elektrona
- kovalentna veza: dva atoma dijele elektrone
Ako dva atoma nisu ista, dva atoma ne dijele savršeno elektrone.
Na primjer, O2 je uistinu kovalentna veza. S druge strane, kovalentna veza između kisika i vodika u vodi nije. Koji god element ima veću elektronegativnost (veću želju za usitnjavanjem elektrona), zapravo će privući elektrone bliže sebi. Kisik ima veću elektronegativnost i tako ima djelomični negativni naboj. Kao rezultat, postoji dio djelomičnog ionskog karaktera veze.
Međutim, razlika u elektronegativnosti može vam reći nešto o postotku ionskog karaktera veze. Ako je razlika u elektronegativnosti između dva atoma velika, veza će imati jonskiji karakter. Ako je razlika u elektronegativnosti između dva atoma mala, veza će biti manje ionska.
Izračunavanje postotka jonskog karaktera
Kako biste kvantificirali kako se naboj distribuira unutar veze, možete odrediti dipolni trenutak. Dipolni trenutak je fizikalno svojstvo koje određuje kako će se asimetrični naboj raspodijeliti unutar veze. Definira se kao umnožak ukupne količine pozitivnog ili negativnog naboja i udaljenosti između središta raspodjele naboja.
Da biste izračunali postotak ionskog karaktera, morat ćete upotrijebiti sljedeću jednadžbu:
Ovdje je μispr je eksperimentalno utvrđeni dipolni moment, dok je μionska je dipolni trenutak ako je veza bila savršeno ionska.
μispr eksperimentalno je utvrđen i može se naći u tablicama poput one u Referentnom odjeljku. μionska mora se izračunati prema sljedećoj formuli:
Ovdje je Q naboj (ili naboj elektrona), a r udaljenost između dva atoma. To se također mora eksperimentalno utvrditi.
Sada možete izračunati postotak ionskog karaktera s obzirom na eksperimentalno utvrđeni dipolni moment i dipolni trenutak ako je veza bila savršeno ionska.
Što je s procjenom postotka ionskog karaktera s obzirom na razliku u elektronegativnosti?
Procjena postotka jonskog karaktera
Nakon pronalaska postotka ionskog karaktera kao što je gore prikazano, kemičar Linus Pauling otkrio je empirijski odnos između razlike elektronegativnosti i postotka ionskog karaktera. Ovaj odnos nije savršen, ali daje pristojnu procjenu postotka ionskog karaktera.
Evo jednadžbe:
Ovdje je Δx različita elektronegativnost između dva elementa. Na primjer, pogledajte HCl. Elektronegativnost Cs je 2,20, dok je za Cl 3,1. (To možete potražiti pomoću periodni sustav u odjeljku resursa.) Razlika je dakle oko 0,9. Možete to priključiti da Δx pronađe postotak ionskog lik:
Završetak izračuna daje vam:
Dakle, postotak ionskog karaktera je:
Dakle, veza između HCl ima 20 posto ionskog karaktera. Tablica 5.4.1 u prvoj referenci govori nam da je stvarni postotak ionskog karaktera 17,7 posto, tako da vam ova procjena koja se temelji na empirijskom odnosu daje dobru procjena! Inače, možete koristiti eksperimentalno promatrani dipolni trenutak za izračunavanje postotka ionskog karaktera.