Come Calcolare l'Elettronegatività

L'elettronegatività, in chimica, è la misura della forza con cui un atomo attrae a sé gli elettroni di legame. Un atomo con un'elevata elettronegatività attrae a sé gli elettroni con molta forza, mentre un atomo con un'elettronegatività bassa possiede una forza minore. Questo valore ci permette di predire come si comportano gli atomi quando si legano gli uni agli altri, quindi è un concetto fondamentale per la chimica di base.

Parte 1

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Conoscere i Concetti di Base dell'Elettronegatività

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Ricorda che i legami chimici si formano quando gli atomi condividono degli elettroni. Per comprendere l'elettronegatività, è importante sapere che cos'è un "legame". Due atomi all'interno di una molecola, che sono fra loro "connessi" secondo uno schema molecolare, formano un legame. Questo significa che condividono due elettroni, ogni atomo mette a disposizione un elettrone per creare il legame.
- I motivi esatti per cui gli atomi condividono gli elettroni e il legame sono un argomento che va oltre lo scopo di questo articolo. Se vuoi saperne di più, puoi fare una ricerca online o sfogliare gli articoli di chimica di How.com.vn.
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Impara come l'elettronegatività influenza gli elettroni di legame. Due atomi che condividono una coppia di elettroni in un legame non sempre contribuiscono in maniera paritaria. Quando uno dei due ha un'elettronegatività maggiore, attira verso di sé i due elettroni. Se un elemento ha un'elettronegatività molto forte, allora potrebbe portare gli elettroni quasi completamente verso la sua parte del legame condividendo i suoi in maniera marginale con l'altro atomo.
- Per esempio, nella molecola NaCl (cloruro di sodio) l'atomo di cloro ha un'elettronegatività piuttosto alta, mentre quella del sodio è piuttosto bassa. Per questa ragione gli elettroni di legame sono trascinati verso il cloro e lontano dal sodio.
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Usa la tavola dell'elettronegatività come riferimento. Si tratta di uno schema in cui gli elementi sono disposti esattamente come sulla tavola periodica, tranne per il fatto che ogni atomo è identificato anche con il valore di elettronegatività. Questa tavola è presente in molti libri di testo di chimica, negli articoli tecnici e anche online.
- In questo link trovi una buona tavola periodica dell'elettronegatività. Questa utilizza la scala di Pauling, che è la più comune. Tuttavia, ci sono altri modi per misurare l'elettronegatività, uno dei quali è descritto di seguito.
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Memorizza l'andamento dell'elettronegatività per stimarla in modo semplice. Se non hai a disposizione una tavola, puoi valutare questa caratteristica dell'atomo basandoti sulla sua posizione nella tavola periodica. Come regola generale:
- L'elettronegatività tende ad aumentare man mano che ci si sposta verso destra della tavola periodica.
- Gli atomi che si trovano nella parte alta della tavola periodica hanno un'elettronegatività maggiore.
- Per questa ragione, gli elementi che si trovano nell'angolo in alto a destra hanno un'elettronegatività maggiore rispetto a quelli che occupano l'angolo in basso a sinistra.
- Considerando sempre l'esempio del cloruro di sodio, puoi capire che il cloro ha un'elettronegatività maggiore rispetto al sodio, perché è più vicino all'angolo in alto a destra. Il sodio, invece, si trova nel primo gruppo a sinistra, quindi è fra gli atomi meno elettronegativi.
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Parte 2

Parte 2 di 3:

Trovare i Legami con l'Elettronegatività

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Calcola la differenza di elettronegatività fra due atomi. Quando questi si legano, la differenza di elettronegatività ti offre molte informazioni sulle caratteristiche del legame. Sottrai il valore inferiore da quello superiore per trovare la differenza.
- Per esempio, se consideriamo la molecola HF, dobbiamo sottrarre l'elettronegatività dell'idrogeno (2,1) da quella del fluoro (4,0) e otteniamo: 4,0-2,1= 1,9.
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Se la differenza è inferiore a 0,5, allora il legame è covalente apolare e gli elettroni vengono condivisi in maniera quasi pari. Questo tipo di legame, d'altra parte, non genera molecole con una grande polarità. I legami apolari sono molto difficili da spezzare.
- Consideriamo l'esempio della molecola O₂ che ha questo tipo di legame. Dato che i due atomi di ossigeno hanno la medesima elettronegatività, la differenza è pari a zero.
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Se la differenza di elettronegatività rientra nell'intervallo 0,5-1,6, allora il legame è covalente polare. Si tratta di legami in cui gli elettroni sono più numerosi in un'estremità rispetto all'altra. Questo fa sì che la molecola sia leggermente più negativa su un lato e leggermente più positiva sull'altro, dove c'è un numero inferiore di elettroni. Lo squilibrio di carica di questi legami permette alla molecola di prendere parte a certi tipi di reazioni.
- Un buon esempio di questo tipo di molecola è H₂O (acqua). L'ossigeno è più elettronegativo dei due atomi di idrogeno, quindi tende ad attirare verso di sé gli elettroni con maggior forza rendendo la molecola leggermente più negativa verso la propria estremità e leggermente più positiva verso il lato dell'idrogeno.
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Se la differenza di elettronegatività supera il valore di 2,0, si parla di legame ionico. In questo tipo di legame gli elettroni si trovano completamente a un'estremità. L'atomo più elettronegativo guadagna una carica negativa e quello meno elettronegativo acquisisce carica positiva. Questo genere di legami consente agli atomi coinvolti di reagire prontamente con altri elementi e può essere spezzato da atomi polari.
- Il cloruro di sodio, NaCl, ne è un ottimo esempio. Il cloro è così elettronegativo che attira verso di sé entrambi gli elettroni di legame lasciando il sodio con una carica positiva.
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Quando la differenza di elettronegatività è compresa fra 1,6 e 2,0, controlla la presenza di un metallo. Se così fosse, allora il legame sarebbe ionico. Se ci sono solo elementi non-metalli allora il legame è covalente polare.
- La categoria dei metalli include la maggior parte degli elementi che si trovano a sinistra e al centro della tavola periodica. Puoi fare una semplice ricerca online per trovare una tavola in cui i metalli sono chiaramente evidenziati.
- L'esempio precedente della molecola di HF rientra in questa casistica. Dato che sia H sia F non sono metalli, formano un legame covalente polare.
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Parte 3

Parte 3 di 3:

Trovare l'Elettronegatività di Mulliken

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Per iniziare, trova l'energia di prima ionizzazione dell'atomo. L'elettronegatività di Mulliken si misura in modo leggermente diverso rispetto al metodo utilizzato nella scala di Pauling. In questo caso, devi prima trovare l'energia di prima ionizzazione dell'atomo. Si tratta dell'energia necessaria per far perdere un singolo elettrone a un atomo.
- Questo è un concetto che probabilmente dovrai ripassare nel libro di testo di chimica. Eventualmente questa pagina di Wikipedia è un buon punto di partenza.
- Come esempio, supponiamo di dover trovare l'elettronegatività del litio (Li). Sulla tavola di ionizzazione leggiamo che questo elemento ha un'energia di prima ionizzazione pari a 520 kJ/mol.
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Trova l'affinità elettronica dell'atomo. Questa è la quantità di energia guadagnata dall'atomo quando acquisisce un elettrone per formare uno ione negativo. Anche in questo caso dovresti cercare dei riferimenti sul libro di chimica. In alternativa, fai qualche ricerca online.
- Il litio ha un'affinità elettronica pari a 60 kJ mol^-1.
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Risolvi l'equazione di Mulliken per l'elettronegatività. Quando utilizzi i kJ/mol come unità di misura dell'energia, l'equazione di Mulliken si esprime in questa formula: EN_Mulliken = (1,97×10⁻³)(E_i+E_ea) + 0,19. Sostituisci le opportune variabili con i dati in tuo possesso e risolvi per EN_Mulliken.
- In base al nostro esempio abbiamo che:
  EN_Mulliken = (1,97×10⁻³)(E_i+E_ea) + 0,19
  EN_Mulliken = (1,97×10⁻³)(520 + 60) + 0,19
  EN_Mulliken = 1,143 + 0,19 = 1,333
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Consigli

L'elettronegatività si misura, oltre che sulle scale di Pauling e di Mulliken, anche sulla scala di Allred–Rochow, di Sanderson e di Allen. Ognuna di esse ha la propria equazione per calcolare l'elettronegatività (in certi casi si tratta di equazioni abbastanza complesse).
L'elettronegatività non ha un'unità di misura.