Când încercați să aflați ce fel de legătură se face între două elemente, sunteți probabil obișnuiți să priviți electronegativitatea. Pe baza diferenței de electronegativitate dintre cele două elemente, puteți prezice ce fel de legătură se va forma.
Dar, există o ușoară problemă cu acest lucru. În timp ce legăturile sunt adesea gândite în termeni idealizați ca fiind ionici sau covalenți, nu așa funcționează în viața reală. În schimb, majoritatea obligațiunilor au procent caracter ionic.
Ce este caracterul ionic procentual?
Există două extreme ale lipirii cu care probabil sunteți familiarizați:
- legătură ionică: transfer complet al unui electron
- legătură covalentă: doi atomi împart electroni
Cu excepția cazului în care cei doi atomi sunt aceiași, doi atomi nu împart perfect electronii.
De exemplu, O2 este o legătură cu adevărat covalentă. Pe de altă parte, legătura covalentă dintre oxigen și hidrogen în apă nu este. Orice element are o electronegativitate mai mare (dorință mai mare de a prinde electronii) va atrage de fapt electronii mai aproape de el însuși. Oxigenul are o electronegativitate mai mare și deci are o sarcină negativă parțială. Ca rezultat, există un anumit caracter ionic parțial la legătură.
Cu toate acestea, diferența de electronegativitate vă poate spune ceva despre caracterul ionic procentual al legăturii. Dacă diferența de electronegativitate între doi atomi este mare, legătura va avea un caracter mai ionic. Dacă diferența de electronegativitate dintre cei doi atomi este scăzută, va exista mai puțin caracter ionic pentru legătură.
Calcularea procentului de caracter ionic
Pentru a cuantifica modul în care taxa este distribuită în cadrul unei obligațiuni, puteți determina valoarea moment dipol. Momentul dipolar este proprietatea fizică care determină modul în care sarcina este distribuită asimetric într-o legătură. Este definit ca produsul din suma totală a sarcinii pozitive sau a sarcinii negative și a distanței dintre centrul distribuțiilor de sarcină.
Pentru a calcula procentul de caracter ionic va trebui să utilizați următoarea ecuație:
Aici, μexp este momentul dipol determinat experimental, în timp ce μionic este momentul dipolar dacă legătura a fost perfect ionică.
μexp este determinat experimental și poate fi găsit în tabele precum cel din secțiunea de referință. μionic trebuie calculat folosind următoarea formulă:
Aici, Q este sarcina (sau sarcina unui electron), iar r este distanța dintre cei doi atomi. Acest lucru trebuie de asemenea determinat experimental.
Acum, puteți calcula procentul de caracter ionic având în vedere momentul dipol determinat experimental și momentul dipol dacă legătura ar fi perfect ionică.
Dar o estimare a procentului de caracter ionic dată de diferența de electronegativitate?
Estimarea procentuală a caracterului ionic
După ce a găsit caracterul ionic procentual așa cum se arată mai sus, chimistul Linus Pauling a găsit o relație empirică între diferența de electronegativitate și caracterul ionic procentual. Această relație nu este perfectă, dar oferă o estimare decentă a procentului de caracter ionic.
Iată ecuația:
Aici, Δx este diferit în electronegativitate între cele două elemente. De exemplu, aruncați o privire la HCl. Electronegativitatea lui Cs este de 2,20, în timp ce pentru Cl este de 3,1. (Puteți căuta acest lucru folosind tabelul periodic în secțiunea resurse.) Diferența este deci de aproximativ 0,9. Puteți conecta asta pentru Δx pentru a găsi procentul ionic caracter:
Finalizarea calculului vă oferă:
Deci, caracterul ionic procentual este:
Astfel, legătura dintre HCl are un caracter ionic de 20%. Tabelul 5.4.1 din prima referință ne spune că procentul real al caracterului ionic este de 17,7%, deci această estimare bazată pe relația empirică vă oferă o bună estima! În caz contrar, puteți utiliza momentul dipolar observat experimental pentru a calcula procentul de caracter ionic.