KEELEKTRONEGATIFAN: SKALA, VARIASI, KEGUNAAN, DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The elektronegativitas adalah relatif properti periodik mengenai kemampuan atom untuk menarik elektron kepadatan lingkungan molekulnya. Ini adalah kecenderungan atom untuk menarik elektron ketika terikat pada sebuah molekul. Hal ini tercermin dalam perilaku banyak senyawa dan bagaimana mereka berinteraksi secara antarmolekul satu sama lain.

Tidak semua elemen menarik elektron dari atom yang berdekatan dengan derajat yang sama. Dalam kasus yang mudah melepaskan kerapatan elektron, mereka disebut elektropositif, sedangkan yang "menutupi" dirinya dengan elektron bersifat elektronegatif. Ada banyak cara untuk menjelaskan dan mengamati properti (atau konsep) ini.

Sumber: Wikipedia Commons.

Misalnya, dalam peta potensial elektrostatis untuk sebuah molekul (seperti yang untuk klor dioksida pada gambar di atas, ClO ₂ ) efek elektronegativitas yang berbeda diamati untuk atom klorin dan oksigen.

Warna merah menunjukkan daerah kaya elektron dari molekul, δ-, dan warna biru yang miskin elektron, δ +. Jadi, setelah serangkaian perhitungan komputasi, peta jenis ini dapat dibuat; banyak dari mereka menunjukkan hubungan langsung antara lokasi atom elektronegatif dan δ-.

Ini juga dapat divisualisasikan sebagai berikut: dalam sebuah molekul, transit elektron lebih mungkin terjadi di sekitar atom yang paling elektronegatif. Karena alasan inilah untuk ClO ₂ atom oksigen (bola merah) dikelilingi oleh awan merah, sedangkan atom klorin (bola hijau) awan kebiruan.

Pengertian elektronegativitas bergantung pada pendekatan yang diberikan terhadap fenomena tersebut, ada beberapa skala yang mempertimbangkannya dari aspek tertentu. Namun, semua skala memiliki kesamaan yang didukung oleh sifat intrinsik atom.

Skala elektronegativitas

Elektronegativitas bukanlah properti yang dapat dikuantifikasi, juga tidak memiliki nilai absolut. Mengapa? Karena kecenderungan atom untuk menarik kerapatan elektron ke arahnya tidak sama di semua senyawa. Dengan kata lain: elektronegativitas bervariasi tergantung pada molekulnya.

Jika, untuk molekul ClO ₂ , atom Cl ditukar dengan atom N, maka kecenderungan O untuk menarik elektron juga akan berubah; itu bisa meningkat (membuat awan lebih merah) atau menurun (kehilangan warna). Perbedaannya terletak pada ikatan NO baru yang terbentuk, sehingga memiliki molekul ONO (nitrogen dioksida, NO ₂ ).

Karena keelektronegatifan sebuah atom tidak sama untuk semua lingkungan molekulernya, maka perlu didefinisikan dalam istilah variabel lain. Dengan cara ini, kami memiliki nilai yang berfungsi sebagai referensi dan memungkinkan untuk memprediksi, misalnya, jenis ikatan yang terbentuk (ionik atau kovalen).

Skala Pauling

Ilmuwan besar dan pemenang dua Hadiah Nobel, Linus Pauling, mengusulkan pada tahun 1932 bentuk kuantitatif (terukur) dari elektronegatif yang dikenal sebagai skala Pauling. Di dalamnya, keelektronegatifan dua unsur, A dan B, yang membentuk ikatan, terkait dengan energi ekstra yang terkait dengan karakter ionik ikatan AB.

Bagaimana ini? Secara teoritis ikatan kovalen adalah yang paling stabil, karena distribusi elektronnya antara dua atom adalah sama; yaitu, untuk molekul AA dan BB, kedua atom berbagi pasangan elektron ikatan dengan cara yang sama. Namun, jika A lebih elektronegatif, pasangan itu akan lebih banyak dari A daripada dari B.

Dalam hal ini, AB tidak lagi sepenuhnya kovalen, walaupun jika keelektronegatifannya tidak berbeda jauh, dapat dikatakan bahwa ikatannya mempunyai sifat kovalen yang tinggi. Ketika ini terjadi, ikatan mengalami ketidakstabilan kecil dan memperoleh energi ekstra sebagai hasil dari perbedaan elektronegativitas antara A dan B.

Semakin besar perbedaan ini, semakin besar energi ikatan AB, dan akibatnya semakin besar karakter ionik ikatan tersebut.

Skala ini mewakili yang paling banyak digunakan dalam kimia, dan nilai elektronegativitas muncul dari penetapan nilai 4 untuk atom fluor. Dari sana mereka dapat menghitung unsur-unsur lainnya.

Skala mulliken

Sementara skala Pauling berkaitan dengan energi yang terkait dengan ikatan, skala Robert Mulliken lebih terkait dengan dua sifat periodik lainnya: energi ionisasi (EI) dan afinitas elektron (AE).

Jadi, unsur dengan nilai EI dan AE tinggi sangat elektronegatif, dan oleh karena itu akan menarik elektron dari lingkungan molekulernya.

Mengapa? Karena EI mencerminkan betapa sulitnya untuk "merobek" elektron eksternal darinya, dan AE seberapa stabil anion yang terbentuk dalam fasa gas. Jika kedua sifat memiliki magnitudo tinggi, maka unsur tersebut merupakan "kekasih" elektron.

Elektronegativitas Mulliken dihitung dengan rumus berikut:

Χ _M = ½ (EI + AE)

Artinya, χ _M sama dengan nilai rata-rata EI dan AE.

Namun, tidak seperti skala Pauling yang bergantung pada atom mana yang membentuk ikatan, ini terkait dengan sifat keadaan valensi (dengan konfigurasi elektroniknya yang paling stabil).

Kedua skala tersebut menghasilkan nilai keelektronegatifan yang serupa untuk unsur-unsur dan kira-kira terkait dengan perubahan kembali berikut ini:

Χ _P = 1,35 (Χ _M ) ^1/2 - 1,37

Baik X _M dan X _P adalah nilai tanpa dimensi; artinya, mereka kekurangan unit.

Skala AL Allred dan E. Rochow

Ada skala elektronegativitas lain, seperti skala Sanderson dan Allen. Namun, yang mengikuti dua yang pertama adalah skala Allred dan Rochow (χ _AR ). Kali ini didasarkan pada muatan inti efektif yang dialami elektron di permukaan atom. Oleh karena itu, ini berhubungan langsung dengan gaya tarik inti dan efek layar.

Bagaimana elektronegativitas bervariasi pada tabel periodik?

Sumber: Bartux di nl.wikipedia.

Terlepas dari skala atau nilai yang Anda miliki, elektronegativitas meningkat dari kanan ke kiri selama satu periode, dan dari bawah ke atas secara berkelompok. Jadi, ia meningkat ke arah diagonal kanan atas (tidak termasuk helium) sampai bertemu fluor.

Pada gambar di atas, Anda dapat melihat apa yang baru saja dikatakan. Dalam tabel periodik, elektronegativitas Pauling dinyatakan sebagai fungsi warna sel. Karena fluor adalah yang paling elektronegatif, ia memiliki warna ungu yang lebih menonjol, sedangkan yang paling tidak elektronegatif (atau elektropositif) lebih gelap.

Demikian juga, dapat diamati bahwa kepala grup (H, Be, B, C, dll.) Memiliki warna yang lebih terang, dan saat seseorang turun melalui grup, elemen lainnya menjadi gelap. Tentang apakah ini? Jawabannya lagi-lagi ada pada sifat EI, AE, Zef (muatan inti efektif) dan dalam jari-jari atom.

Atom dalam molekul

Masing-masing atom memiliki muatan inti nyata Z dan elektron eksternal mengalami muatan inti efektif dari efek perisai.

Saat ia bergerak selama satu periode, Zef meningkat sedemikian rupa sehingga atom berkontraksi; artinya, jari-jari atom berkurang selama suatu periode.

Ini memiliki konsekuensi bahwa, ketika satu atom terikat dengan yang lain, elektron akan “mengalir” menuju atom dengan Zef tertinggi. Juga, ini memberikan karakter ionik pada ikatan jika ada kecenderungan elektron menuju atom. Jika tidak demikian, maka kita berbicara tentang ikatan kovalen yang dominan.

Karena alasan ini keelektronegatifan bervariasi menurut jari-jari atom, Zef, yang terkait erat dengan EI dan AE. Semuanya adalah rantai.

Untuk apa ini?

Untuk apa elektronegativitas? Pada prinsipnya untuk menentukan apakah suatu senyawa biner adalah kovalen atau ionik. Ketika perbedaan elektronegativitas sangat tinggi (dengan laju 1,7 unit atau lebih), senyawa tersebut dikatakan ionik. Hal ini juga berguna untuk membedakan dalam struktur yang wilayahnya mungkin lebih kaya elektron.

Dari sini dapat diprediksi mekanisme atau reaksi apa yang mungkin dialami senyawa tersebut. Di daerah miskin elektron, δ +, spesies bermuatan negatif dapat bertindak dengan cara tertentu; dan di daerah kaya elektron, atom mereka dapat berinteraksi dengan cara yang sangat spesifik dengan molekul lain (interaksi dipol-dipol).

Contoh (klorin, oksigen, natrium, fluor)

Berapa nilai keelektronegatifan atom klor, oksigen, natrium, dan fluor? Setelah fluor, siapa yang paling elektronegatif? Menggunakan tabel periodik, terlihat bahwa natrium memiliki warna ungu tua, sedangkan warna untuk oksigen dan klorin secara visual sangat mirip.

Nilai elektronegatifitasnya untuk skala Pauling, Mulliken, dan Allred-Rochow adalah:

Na (0,93, 1,21, 1,01).

Atau (3.44, 3.22, 3.50).

Cl (3.16, 3.54, 2.83).

F (3.98, 4.43, 4.10).

Perhatikan bahwa dengan nilai numerik, perbedaan diamati antara negativitas oksigen dan klorin.

Menurut skala Mulliken, klorin lebih elektronegatif daripada oksigen, berlawanan dengan skala Pauling dan Allred-Rochow. Perbedaan elektronegativitas antara kedua unsur ini bahkan lebih jelas lagi dengan menggunakan skala Allred-Rochow. Dan akhirnya, fluor terlepas dari skala yang dipilih adalah yang paling elektronegatif.

Oleh karena itu, di mana terdapat atom F dalam suatu molekul berarti ikatan tersebut akan memiliki karakter ionik yang tinggi.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat., Halaman 30 dan 44). Mc Graw Hill.
2. Jim Clark. (2000). Elektronegativitas. Diambil dari: chemguide.co.uk
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11 Desember 2017). Definisi dan Contoh Elektronegativitas. Diambil dari: thoughtco.com
4. Mark E. Tuckerman. (5 November 2011). Skala elektronegativitas. Diambil dari: nyu.edu
5. Wikipedia. (2018). Elektronegativitas. Diambil dari: es.wikipedia.org