Ko poskušate ugotoviti, kakšna vez je vzpostavljena med dvema elementoma, ste verjetno navajeni gledati na elektronegativnost. Na podlagi razlike v elektronegativnosti med obema elementoma lahko predvidite, kakšna vez bo nastala.
Toda s tem je rahla težava. Medtem ko se o obveznicah pogosto misli v idealiziranih izrazih bodisi kot ionske bodisi kot kovalentne, v resnici to v resnici ne deluje. Namesto tega ima večina obveznic a odstotek ionskega znaka.
Kaj je odstotek ionskega značaja?
Verjetno ste seznanjeni z dvema skrajnostma:
- ionska vez: popoln prenos elektrona
- kovalentna vez: dva atoma si delita elektrone
Če atoma nista enaka, si atoma ne delita popolnoma elektronov.
Na primer, O.2 je resnično kovalentna vez. Po drugi strani pa kovalentna vez med kisikom in vodikom v vodi ni. Katerikoli element ima višjo elektronegativnost (večja želja po elektrogo), bo elektrone dejansko potegnil bližje sebi. Kisik ima večjo elektronegativnost in ima zato delni negativni naboj. Posledica tega je delna ionska značilnost vezi.
Razlika v elektronegativnosti pa vam lahko pove nekaj o odstotku ionskega značaja vezi. Če je razlika v elektronegativnosti med dvema atomoma velika, bo vez bolj ionska. Če je razlika v elektronegativnosti med obema atomoma majhna, bo vez manj ionska.
Izračun odstotka ionskega značaja
Če želite določiti, kako se naboj porazdeli v obveznici, lahko določite dipolni moment. Dipolni moment je fizikalna lastnost, ki določa, kako asimetrično se naboj razporedi znotraj vezi. Opredeljen je kot zmnožek celotne količine pozitivnega ali negativnega naboja in razdalje med središčem porazdelitve naboja.
Za izračun odstotnega ionskega znaka boste morali uporabiti naslednjo enačbo:
Tukaj, μexp je eksperimentalno določen dipolni moment, medtem ko je μionsko je dipolni trenutek, če je bila vez popolnoma ionska.
μexp je eksperimentalno določen in ga lahko najdemo v tabelah, kot je ta v referenčnem oddelku. μionsko je treba izračunati po naslednji formuli:
Tu je Q naboj (ali naboj elektrona), r pa razdalja med obema atomoma. To je treba določiti tudi eksperimentalno.
Zdaj lahko izračunate odstotni ionski značaj glede na eksperimentalno določeni dipolni moment in dipolni moment, če je bila vez popolnoma ionska.
Kaj pa ocena odstotka ionskega značaja glede na razliko v elektronegativnosti?
Ocenjevanje odstotnega ionskega značaja
Po iskanju odstotka ionskega značaja, kot je prikazano zgoraj, je kemik Linus Pauling ugotovil empirično razmerje med razliko elektronegativnosti in odstotkom ionskega značaja. To razmerje ni popolno, vendar daje spodobno oceno odstotka ionskega značaja.
Tu je enačba:
Tu je Δx različna elektronegativnost med obema elementoma. Na primer, oglejte si HCl. Elektronegativnost Cs je 2,20, medtem ko je za Cl 3,1. (To lahko poiščete s pomočjo periodnem sistemu v razdelku viri.) Razlika je tako približno 0,9. To lahko priključite na Δx, da najdete odstotek ionskega znak:
Z dokončanjem izračuna dobite:
Torej je odstotni ionski značaj:
Tako ima vez med HCl 20-odstotni ionski značaj. Tabela 5.4.1 v prvem sklicu nam pove, da je dejanski odstotek ionskega značaja 17,7 odstotka, zato vam ta ocena na podlagi empiričnega razmerja daje dobro oceno! V nasprotnem primeru lahko uporabite eksperimentalno opaženi dipolni moment za izračun procentnega ionskega značaja.