如何计算电负性(calculate electronegativity)

在化学中,电负性是衡量原子在键中吸引电子的强度。电负性高的原子对电子的吸引力强,而电负性低的原子对电子的吸引力弱。电负性值用于预测不同原子在相互结合时的行为,这是基础化学中的一项重要技能。...

方法1方法1/3:电负性基础

  1. 1了解当原子共享电子时会产生化学键。要理解电负性,首先要理解“键”是什么。在分子图上,分子中任何两个相互“连接”的原子都被称为它们之间有键。这意味着它们共享一组两个电子,每个原子为键贡献一个电子。原子共享电子和键的确切原因稍微超出了本文的范围。如果你想了解更多,可以尝试这篇关于键基础知识的文章,或是WikiHow自己的《如何研究化学键的本质》(Chemistry)。
  2. Image titled Calculate Electronegativity Step 1
  3. 2了解电负性如何影响键中的电子。当两个原子在一个键中共享一组两个电子时,它们并不总是平等地共享它们。当一个原子的电负性比它所键合的原子高时,它会拉近键中的两个电子。一个电负性非常高的原子可能会把电子一直拉到键的一侧,几乎不与另一个原子共享它们。例如,在NaCl(氯化钠)分子中,氯原子具有相当高的电负性,而钠原子具有相当低的电负性。因此,电子将被拉向氯化物,并远离钠。
  4. Image titled Calculate Electronegativity Step 2
  5. 3使用电负性表作为参考。元素的电负性表中的元素排列与周期表中的元素完全相同,只是每个原子都标有其电负性。这些可以在各种化学教科书和技术文章中找到,也可以在网上找到。这里有一个链接到一个优秀的电负性表。请注意,这使用了泡林电负性标度,这是最常见的。然而,还有其他方法来测量电负性,下面将展示其中一种。
  6. Image titled Calculate Electronegativity Step 3
  7. 4记住电负性趋势,便于估计。如果你手边没有电负性表,你仍然可以根据一个原子在正常周期表上的位置,估算出一个原子的电负性强度与另一个元素的原子强度的比较。虽然你不能计算一个数值,但你可以计算两种不同元素的电负性之差。一般来说,当你在元素周期表中向右移动时,原子的电负性会变得更高。当你在元素周期表中向上移动时,原子的电负性会变得更高。因此,右上角的原子电负性最高,左下角的原子电负性最低。例如,在上面的NaCl例子中,你可以看出氯的电负性比钠高,因为它几乎都在右上角。另一方面,钠的位置偏左,使其成为级别较低的原子之一。
  8. Image titled Calculate Electronegativity Step 4

方法2方法2/3:寻找具有电负性的键

  1. 1找到两个原子之间的电负性差。当两个原子结合在一起时,它们电负性之间的差异可以告诉你它们结合的性质。从较大的电负性中减去较小的电负性,即可得出差异。例如,如果我们观察分子HF,我们将从氟(4.0)中减去氢(2.1)的电负性。4.0 - 2.1 = 1.9
  2. Image titled Calculate Electronegativity Step 5
  3. 2如果差值小于0.5,则该键为非极性共价键。在这里,电子几乎是平均分配的。这些键不会形成两端电荷差异很大的分子。非极性键往往很难打破。这是因为原子共享电子,使它们的键稳定。打破这种联系需要很大的能量。例如,O2分子有这种类型的键。因为两个氧的电负性相同,所以它们之间的差异为0。
  4. Image titled Calculate Electronegativity Step 6
  5. 3如果差值在0.5-1.6之间,则该键为极性共价键。这些键的一端有比另一端更多的电子。这使得分子在有电子的一端更负一点,在没有电子的一端更正一点。这些键中的电荷不平衡可以使分子参与某些特殊反应,例如与另一个原子或分子连接或将一个分子拉开。这是因为它仍然是反应性的。一个很好的例子是分子H2O(水)。O比两个H的电负性更强,因此它更紧密地抓住电子,使整个分子在O端部分为负,在H端部分为正。
  6. Image titled Calculate Electronegativity Step 7
  7. 4如果差值超过2.0,则键是离子键。在这些键中,电子完全位于键的一端。负电荷越多的原子获得负电荷,负电荷越小的原子获得正电荷。这些类型的键允许它们的原子与其他原子发生良好反应,甚至被极性分子拉开。NaCl(氯化钠或盐)就是一个例子。氯的电负性很强,它把键中的两个电子都拉向自身,使钠带正电荷。NaCl可以被极性分子分解,比如H2O(水)。在水分子中,分子的氢侧为正,而氧侧为负。当你把盐混合到水中时,水分子会分解盐分子,溶解盐。
  8. Image titled Calculate Electronegativity Step 8
  9. 5如果差值在1.6-2.0之间,检查是否有金属。如果键中有金属,则键是离子键。如果只有非金属,则键是极性共价键。金属包括元素周期表左边和中间的大部分原子。这一页有一个表格,显示哪些元素是金属。我们上面的高频例子就属于这个范围。因为H和F不是金属,所以它们有一个极性共价键。
  10. Image titled Calculate Electronegativity Step 9

方法3方法3/3:找到mulliken电负性

  1. 1找到原子的第一电离能。Mulliken电负性是一种测量电负性的方法,与上面Pauling表中使用的方法略有不同。要找到某个原子的Mulliken电负性,请找到该原子的第一电离能。这是使原子放电为单个电子所需的能量。这是你可能需要在化学参考资料中查找的东西。这个网站有一个很好的表格,你可能想使用(向下滚动找到它)。举个例子,假设我们试图找到锂(Li)的电负性。在上面的表中,我们可以看到它的第一电离能是520 kJ/mol。
  2. Image titled Calculate Electronegativity Step 10
  3. 2找到原子的电子亲和力。这是当一个电子被加到一个原子中形成负离子时所获得能量的量度。同样,这是你需要在参考资料中查找的内容。此网站有您可能想要浏览的资源。锂的电子亲和力为60 kJ mol-1。
  4. Image titled Calculate Electronegativity Step 11
  5. 3求解Mulliken电负性方程。当你用kJ/mol作为能量单位时,Mulliken电负性方程是ENMulliken=(1.97×10)−3) (Ei+Eea)+0.19。将你的值代入方程,然后求解恩穆利肯。在我们的例子中,我们将这样求解:ENMulliken=(1.97×10−3) (Ei+Eea)+0.19ENMulliken=(1.97×10)−3) (520+60)+0.19ENMulliken=1.143+0.19=1.333
  6. Image titled Calculate Electronegativity Step 12
  • 电负性没有单位。
  • 除了Pauling和Mulliken标度,其他电负性标度包括Allred–Rochow标度、Sanderson标度和Allen标度。这些都有自己的计算电负性的公式(其中一些可能会变得非常复杂)。
  • 发表于 2022-05-18 08:05
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  • 分类:教育

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