Elektronegatiflik Kavramının Açıklanması

Elektronegatiflik, moleküler kimyada bir atomun elektronları kendine çekme yeteneğini tanımlayan bir kavramdır. Belirli bir atomun elektronegatifliğinin sayısal değeri ne kadar yüksekse, o kadar güçlü çeker. pozitif yüklü proton çekirdeğine doğru negatif yüklü elektronlar ve (hidrojen hariç) nötronlar.

Çünkü atomlar tek başına var olmayıp diğer atomlarla birleşerek moleküler bileşikler oluştururlar. atomlar arasındaki bağların doğasını belirlediği için elektronegatiflik kavramı önemlidir. atomlar. Atomlar, elektronları paylaşma süreciyle diğer atomlara katılır, ancak bu gerçekten daha çok çözülemez bir halat çekme oyunu olarak görülebilir: Atomlar bağlı kalır çünkü atomlardan hiçbiri "kazanmasa", temel karşılıklı çekimleri, paylaşılan elektronlarını, aralarında oldukça iyi tanımlanmış bir nokta etrafında yakınlaştırmaya devam ediyor. onları.

Atomlar, atomların merkezini veya çekirdeğini oluşturan proton ve nötronlar ile elektronlardan oluşur. bir yörünge etrafında çılgın hızlarda dönen çok küçük gezegenler veya kuyruklu yıldızlar gibi çekirdeğin "yörüngesinde" dönen minik güneş. Bir proton 1,6 x 10 pozitif yük taşır

Bir element olarak adlandırılan belirli bir atom türü veya çeşidi, o elementin atom numarası olarak adlandırılan sahip olduğu proton sayısı ile tanımlanır. Atom numarası 1 olan hidrojenin bir protonu vardır; 92 protonu olan uranyum, elementlerin periyodik tablosunda karşılık gelen 92 numaradır (etkileşimli bir periyodik tablo örneği için Kaynaklara bakın).

Bir atom proton sayısında bir değişikliğe uğradığında, artık aynı element değildir. Bir atom nötron kazandığında veya kaybettiğinde, aynı element olarak kalır, ancak bir elementtir. izotop orijinal, kimyasal olarak en kararlı biçimden. Bir atom elektron kazandığında veya kaybettiğinde, ancak bunun dışında aynı kaldığında buna atom denir. iyon.

Bu mikroskobik düzenlemelerin fiziksel kenarlarında bulunan elektronlar, atomların diğer atomlarla bağ kurmaya katılan bileşenleridir.

Atom çekirdeğinin pozitif yüklü olması, elektronların yörüngede hareket etmesi. atomun fiziksel saçakları negatif yüklüdür, tek tek atomların bir atomla etkileşim şeklini belirler. bir diğeri. İki atom birbirine çok yakın olduğunda, temsil ettikleri elementler ne olursa olsun birbirlerini iterler, çünkü ilgili elektronları önce birbirleriyle "karşılaşır" ve negatif yükler diğer negatifleri iter. ücretler. İlgili çekirdekleri, elektronları kadar birbirine yakın olmasa da birbirlerini iterler. Ancak atomlar birbirinden yeterli uzaklıkta olduklarında birbirlerini çekme eğilimindedirler. (İyonlar, birazdan göreceğiniz gibi, bir istisnadır; iki pozitif yüklü iyon her zaman birbirini iter ve aynı negatif yüklü iyon çiftleri için geçerlidir.) Bu, belirli bir noktada denge mesafesi, çekici ve itici kuvvetler dengelenir ve atomlar, başkaları tarafından bozulmadıkça bu mesafede kalır. kuvvetler.

Bir atom-atom çiftindeki potansiyel enerji, atomlar birbirini çekiyorsa negatif, atomlar birbirinden uzaklaşmakta serbestse pozitif olarak tanımlanır. Denge mesafesinde, atom arasındaki potansiyel enerji en düşük (yani en negatif) değerindedir. Buna söz konusu atomun bağ enerjisi denir.

Moleküler kimyanın manzarasını çeşitli atomik bağ türleri süsler. Mevcut amaçlar için en önemlileri iyonik bağlar ve kovalent bağlardır.

Öncelikle elektronları arasındaki etkileşim nedeniyle birbirini itme eğiliminde olan atomlar hakkında önceki tartışmaya bakın. Benzer şekilde yüklü iyonların ne olursa olsun birbirini ittiği de kaydedildi. Bununla birlikte, bir çift iyon zıt yüklere sahipse - yani, bir atom +1 yükünü almak için bir elektron kaybetmişse diğeri -1 yükünü üstlenmek için bir elektron kazanırken - o zaman iki atom her birine çok güçlü bir şekilde çekilir diğer. Her atomdaki net yük, elektronlarının sahip olabileceği itici etkileri ortadan kaldırır ve atomlar bağlanma eğilimi gösterir. Bu bağlar iyonlar arasında olduğu için iyonik bağ olarak adlandırılır. Sodyum klorürden (NaCl) oluşan ve pozitif yüklü sodyum atomu bağından kaynaklanan sofra tuzu elektriksel olarak nötr bir molekül oluşturmak için negatif yüklü bir klor atomuna, bu tip bağ.

Kovalent bağlar aynı ilkelerden kaynaklanır, ancak bu bağlar biraz daha dengeli rekabet eden kuvvetlerin varlığından dolayı o kadar güçlü değildir. Örneğin, su (H₂O) iki kovalent hidrojen-oksijen bağına sahiptir. Bu bağların oluşmasının nedeni, esas olarak, atomların dış elektron yörüngelerinin kendilerini belirli sayıda elektronla doldurmayı "istemeleri"dir. Bu sayı elementler arasında değişir ve elektronları diğer atomlarla paylaşmak, mütevazı itici etkilerin üstesinden gelmek anlamına gelse bile bunu başarmanın bir yoludur. Kovalent bağlar içeren moleküller polar olabilir, yani net yükleri sıfır olsa bile, molekülün bölümleri başka bir yerde negatif yüklerle dengelenen pozitif bir yük taşır.

Pauling ölçeği, belirli bir elementin ne kadar elektronegatif olduğunu belirlemek için kullanılır. (Bu ölçek, adını Nobel ödüllü merhum bilim adamı Linus Pauling'den alır.) Değer ne kadar yüksekse, o kadar fazladır. istekli bir atom, kendilerini kovalent olasılığına ödünç veren senaryolarda elektronları kendine doğru çekmektir. yapıştırma.

Bu ölçekte en üst sıradaki element, 4.0 değerine atanan flordur. En düşük sıralama nispeten 0.7'de check-in yapan belirsiz elementler sezyum ve fransiyum. Büyük olan elementler arasında "düzensiz" veya polar kovalent bağlar oluşur. farklılıklar; bu durumlarda, paylaşılan elektronlar bir atoma diğerinden daha yakındır. Bir elementin iki atomu, bir O'da olduğu gibi birbirine bağlanırsa₂ atomların elektronegatifliği açıkça eşittir ve elektronlar her bir çekirdekten eşit uzaklıkta bulunur. Bu polar olmayan bir bağdır.

Bir elementin periyodik tablodaki konumu, elektronegatifliği hakkında genel bilgi verir. Elementlerin elektronegatifliği soldan sağa ve aşağıdan yukarıya doğru artar. Florinin sağ üst köşeye yakın konumu, yüksek değerini garanti eder.

Genel olarak atom fiziğinde olduğu gibi, elektronların davranışı ve bağ hakkında bilinenlerin çoğu deneysel olarak kurulmuş olsa da, bireysel atom altı düzeyinde büyük ölçüde teoriktir. parçacıklar. Tek tek elektronların tam olarak ne yaptığını doğrulamak için yapılan deneyler, bu elektronları içeren tek tek atomları izole etmek gibi teknik bir problemdir. Elektronegatifliği test etmek için yapılan deneylerde, değerler geleneksel olarak, zorunlu olarak, çok sayıda bireysel atomun değerlerinin ortalamasından türetilmiştir.

2017 yılında araştırmacılar, silikon yüzeyindeki atomları tek tek incelemek ve elektronegatiflik değerlerini ölçmek için elektronik kuvvet mikroskobu adı verilen bir teknik kullanabildiler. Bunu, iki element birbirinden farklı mesafelere yerleştirildiğinde silikonun oksijenle olan bağ davranışını değerlendirerek yaptılar. Fizikte teknoloji gelişmeye devam ettikçe, elektronegatiflik hakkındaki insan bilgisi daha da gelişecektir.