Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑azure

Zmiany elektroujemności na tle układu okresowego

bg

Elektroujemność to miara zdolności przyciągania elektronów przez atom danego pierwiastka chemicznego, kiedy tworzy wiązanie chemiczne. Wartości elektroujemności możemy odczytać z tablic chemicznych, na których podawane są wg skali Paulingaskala Paulingaskali Paulinga. Skala Paulinga jest wynikiem analizy pomiarów energii i polaryzacji wiązań chemicznych w dwuatomowych cząsteczkach.

Przeanalizuj poniższy układ okresowy tak, aby móc określić, jak zmienia się elektroujemność w okresie i grupie.

RT2UmUSWm2WFM1
Ilustracja przedstawia układ okresowy pierwiastków chemicznych. Składa się on z odpowiednio rozmieszczonych kwadracików, gdzie każdy kwadracik to inny pierwiastek. Nad układem znajduje się dodatkowa legenda z kwadracikiem dotyczącym pierwiastka. Z legendy dowiedzieć się można, że w centralnej części kwadracika znajduje się symbol pierwiastka, w prawym górnym rogu jego masa atomowa, w lewym dolnym rogu liczba atomowa, przy dolnej krawędzi jego nazwa, a nad nazwą wartość elektroujemności według skali Paulinga. Wyróżniony w legendzie kwadracik dotyczy chromu: symbol: Cr, masa atomowa: 52 unity, liczba atomowa <math aria‑label="A">A: 24, nazwa pierwiastka: chrom, elektroujemność według skali Paulinga: 1,9. Pierwiastki w układzie okresowym uszeregowane są wraz ze wzrostem liczby atomowej. Układ składa się z osiemnastu grup (kolumn) i siedmiu okresów (wierszy). Kolory kwadracików przybierają barwę od intensywnej brunatnej do jasnożółtej, co ma symbolizować wartość elektroujemności. Im jest ona większa dla danego pierwiastka, tym kolor kwadracika jest ciemniejszy. Najintensywniejsze, czerwonobrunatne barwy przypadają na prawy górny róg układu okresowego, oznacza to największe wartości elektroujemności. Najciemniejszy kolor kwadracika i tym samym największa wartość elektroujemności należy do fluoru i wynosi ona 4,0. Najmniejszą wartością elektroujemności odznaczają się żółte kwadraciki z cezem i fransem, wynosi ona 0,7. Kwadraciki szare nie posiadają opisanych wartości elektroujemności. Są to pierwiastki ostatniej, osiemnastej grupy, a także lantanowce i aktynowce, oprócz lantanu o barwie jasnopomarańczowej. Żółte barwy, oznaczające najmniejsze wartości elektroujemności przypadają na lewy dolny róg układu okresowego.
Układ okresowy pierwiastków
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykładowo spójrz na okres drugi, który rozpoczyna się od atomu litu, posiadającego elektroujemność 1,0. Kolejnym atomem jest beryl, charakteryzujący się elektroujemnością równą 1,5. Patrząc dalej, każdy kolejny pierwiastek w okresie posiada wyższą elektroujemność. Wartość elektroujemności wzrasta w okresie, czyli wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastków. Jest to konsekwencją zmniejszającego się promienia atomowegopromień atomowypromienia atomowego, ponieważ im bliżej jądra atomowego znajduje się powłoka walencyjna, na którą przyciągany jest elektron, tym silniejsze jest przyciąganie elektrostatyczne.

Analizując, w jaki sposób elektroujemność zmienia się w grupie, spójrz przykładowo na grupę drugą. Atom berylu posiada elektroujemność wynoszącą 1,5, natomiast kolejny w tej grupie atom magnezu opisywany jest elektroujemnością równą 1,2. Idąc dalej, każdy kolejny pierwiastek posiada niższą elektroujemność. Wartość elektroujemności maleje w grupie, czyli wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastków. Jest to konsekwencją rosnącego promienia atomowego, ponieważ im dalej od jądra atomowego znajduje się powłoka walencyjna, na którą przyciągany jest elektron, tym słabsze jest przyciąganie elektrostatyczne.

Wyjątkiem jest atom wodoru, którego elektroujemność jest znacznie wyższa niż pozostałych litowców, z którymi sąsiaduje w układzie okresowym. Alternatywnym rozwiązaniem byłoby umieścić wodór w 17. grupie, jednak wtedy elektroujemność wodoru (2,1) byłaby dużo niższa niż pozostałych fluorowców (np. fluor ma elektroujemność 4,0). Elektroujemność wodoru jest najbardziej zbliżona do tej, którą posiadają pierwiastki 14. grupy układu okresowego.

RyLcig9as9K2A1
Elektroujemność na tle układu pierwiastków
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑azure

Charakter metaliczny i niemetaliczny na tle układu okresowego

bg

Niską elektroujemność posiadają pierwiastki metaliczne. Pierwiastkiem o najsilniejszych metalicznych właściwościach jest cez, ponieważ posiada najniższą elektroujemność 0,7 (lub sztucznie otrzymany frans o tej samej elektroujemności). Atom o niskiej elektroujemności słabo przyciąga elektrony, a chętnie oddaje je innym atomom. Czasem określa się go jako atom elektrododatnielektrododatnielektrododatni.

RbhpU9UF60yyI1
Charakter metaliczny na tle układu okresowego
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004., licencja: CC BY-SA 3.0.

Odwrotnie jest w przypadku atomów posiadających wysoką elektroujemność, ponieważ one silnie przyciągają do siebie elektrony. Do takich pierwiastków należą niemetale, a wśród nich najsilniejszym jest fluor, ponieważ jego elektroujemność jest najwyższa i wynosi aż 4,0. O pierwiastkach o tak wysokiej elektroujemności mówimy, że są elektroujemneelektroujemnyelektroujemne.

R1Dc5Yjmr9eKf1
Charakter niemetaliczny na tle układu okresowego
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004., licencja: CC BY-SA 3.0.

Dla pierwiastków 18. grupy układu okresowego nie są wyznaczane wartości elektroujemności, ponieważ mają one najkorzystniejszą energetycznie konfigurację elektronową, przez co są stosunkowo bierne chemicznie. Spełniając tę regułę, hel posiada dwa elektrony walencyjne (tzw. dublet elektronowy), natomiast pozostałe helowce posiadają osiem elektronów walencyjnych (tzw. oktet elektronowy). Różnica elektroujemności pomiędzy atomami, które się łączą, ma główny wpływ na rodzaj utworzonego między nimi wiązania chemicznego.

Rk0sBM9xm9wzQ
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Wpływ elektroujemności na powstawanie wiązań chemicznych
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

elektroujemność
elektroujemność

miara zdolności przyciągania elektronów przez atom danego pierwiastka chemicznego, kiedy tworzy on wiązanie chemiczne

skala Paulinga
skala Paulinga

skala elektroujemności, opracowana przez Linusa Carla Paulinga1932 roku

promień atomowy
promień atomowy

liczba określająca wielkość atomu; zwykle przyjmuje się, że jest on równy połowie długości pojedynczego wiązania kowalencyjnego (atomowego) między atomami tego samego pierwiastka w cząsteczce; w przypadku metali za promień atomowy przyjmuje się połowę odległości między sąsiednimi atomami metalu w sieci krystalicznej; wielkości promienia atomowego mają charakter przybliżony i zmieniają się w pewnym zakresie w zależności od stopnia utlenienia pierwiastka, jego liczby koordynacyjnej i rodzaju wiązań w cząsteczce.

elektrododatni
elektrododatni

wykazujący zdolność do oddawania (odpychania) elektronów podczas tworzenia wiązania i uzyskiwania pełnego lub cząstkowego ładunku dodatniego

elektroujemny
elektroujemny

wykazujący zdolność do przyjmowania (przyciągania) elektronów podczas tworzenia wiązania i uzyskiwania pełnego lub cząstkowego ładunku ujemnego

Bibliografia

Pazdro K., Rola‑Noworyta A., Chemia Repetytorium dla przyszłych maturzystów i studentów, Warszawa 2014.

Encyklopedia PWN