İçerik
- Atomun Yapısı
- Kimyasal Yapıştırma Temelleri
- Kimyasal Bağlar ve Elektronegatiflik
- Elektronegativite Değerleri ve Periyodik Tablo
- Daha Fazla İş: Yüzey Atomları
Elektronegativite, molekülleri kimyada, elektronları kendine çekebilecek bir atomu tanımlayan bir kavramdır. Belirli bir atomun elektronativitesinin sayısal değeri ne kadar yüksek olursa, negatif yüklü elektronları pozitif yüklü proton çekirdeğine ve (hidrojen hariç) nötronlara doğru kuvvetle çeker.
Atomlar izolasyonda bulunmadığından ve diğer atomlarla birleştirerek moleküler bileşikler oluşturduğundan, elektronegatiflik kavramı önemlidir, çünkü atomlar arasındaki bağların yapısını belirler. Atomlar, elektronların paylaşılması sürecinde diğer atomlara katılırlar, ancak bu daha çok çözülemeyen bir savaş çekimi oyunu olarak görülebilir: Atomlar birbirine bağlı kalıyorlar çünkü atomların ikisi de temel çekiciliğini "kazanmıyor" paylaşılan elektronlarını aralarında oldukça iyi tanımlanmış bir nokta etrafında yakınlaştırmaya devam ediyor.
Atomun Yapısı
Atomlar, atomların merkezini veya çekirdeğini oluşturan protonlar ve nötronlardan ve çekirdekte minik bir güneşin etrafında dönen küçük minik gezegenler veya kuyruklu yıldızlar gibi çekirdeği "yörüngeden alan" elektronlardan oluşur. Bir proton 1,6 x 10 pozitif yük taşıyor-19 Coulombs veya C, bir elektron ise aynı büyüklükte negatif yük taşır. Atomlar genellikle aynı sayıda proton ve elektrona sahiptir, bu da onları elektriksel olarak nötr yapar. Atomlar normalde yaklaşık aynı sayıda proton ve nötrona sahiptir.
Bir element olarak adlandırılan belirli bir atom türü veya çeşitliliği, o elementin atom numarası olarak adlandırılan proton sayısı ile tanımlanır.Atom numarası 1 olan hidrojen, bir protona sahiptir; 92 protona sahip olan uranyum, elementlerin periyodik tablosunda sırasıyla 92 numaradır (etkileşimli periyodik tablo örneği için Kaynaklar bölümüne bakınız).
Bir atom proton sayısında bir değişikliğe uğradığında, artık aynı element değildir. Bir atom nötronları kazandığında veya kaybettiğinde, diğer taraftan, aynı element olarak kalır, ancak bir izotop Orijinal, kimyasal olarak kararlı formda. Bir atom elektronları kazandığında veya kaybettiğinde, ancak aksi halde aynı kaldığında, buna bir iyon.
Bu mikroskobik düzenlemelerin fiziksel kenarlarında bulunan elektronlar, diğer atomlarla bağlanmaya katılan atomların bileşenleridir.
Kimyasal Yapıştırma Temelleri
Atom çekirdeğinin, atomları çevreleyen elektronlar fiziksel saçakların negatif olarak yüklenmesi sırasında pozitif olarak yüklenmesi, ayrı ayrı atomların birbirleriyle etkileşimlerini belirler. İki atom birbirine çok yakın olduklarında, hangi elementleri temsil ettikleri önemli değil, birbirlerini iterlerler çünkü kendi elektronları ilk önce birbirleriyle karşılaşır ve negatif yükler diğer negatif yüklere karşı itilir. Kendi çekirdekleri, elektronları kadar birbirine yakın olmasa da birbirlerini iterler. Ancak, atomlar birbirinden yeterli bir mesafe olduğunda, birbirlerini çekme eğilimindedirler. (İyonlar, yakında göreceğiniz gibi, bir istisnadır; iki pozitif yüklü iyon her zaman birbirlerini iter ve negatif yüklü iyon çiftleri için aynı şeyi yaparlar.) Bu, belirli bir denge mesafesinde, çekici ve itici kuvvetlerin dengeyi ve atomları ifade eder. diğer kuvvetler tarafından rahatsız edilmediği sürece bu mesafede kalacaktır.
Bir atom-atom çiftindeki potansiyel enerji, eğer atomlar birbirlerinden etkilenirse negatif, atomlar birbirlerinden uzaklaşmakta serbestse pozitif olarak tanımlanır. Denge mesafesinde, atom arasındaki potansiyel enerji en düşük (yani en negatif) değerdedir. Buna söz konusu atomun bağ enerjisi denir.
Kimyasal Bağlar ve Elektronegatiflik
Çeşitli atomik bağ türleri, moleküler kimyanın manzarasını karartır. Mevcut amaçlar için en önemlisi iyonik bağlar ve kovalent bağlardır.
Öncelikle elektronları arasındaki etkileşimlerden dolayı birbirlerine yakınlaşmaya meyilli atomlar hakkındaki önceki tartışmaya bakınız. Benzer şekilde yüklü iyonların ne olursa olsun birbirlerini ittiği de belirtildi. Bununla birlikte, eğer bir çift iyon zıt yüklere sahipse - yani, bir atom + 1 yükünü almak için bir elektronu kaybetmişse, diğeri -1 yükünü almak için bir elektron kazanmışsa - o zaman iki atom her birine çok kuvvetli bir şekilde çekilir. diğer. Her bir atomun net yükü, elektronlarının sahip olabileceği her türlü kovucu etkisi yok eder ve atomlar bağlanma eğilimindedir. Bu bağlar iyonlar arasında olduğundan iyonik bağlar denir. Sodyum klorürden (NaCl) oluşan ve elektriksel olarak nötr bir molekül oluşturmak için negatif yüklü bir klorin atomuna bağlanan pozitif yüklü bir sodyum atomundan kaynaklanan sofra tuzu, bu tip bir bağın örneğini gösterir.
Kovalent bağlar aynı ilkelerden kaynaklanır, ancak bu bağlar biraz daha dengeli rekabet güçlerinin varlığı nedeniyle güçlü değildir. Örneğin, su (H2O) iki kovalent hidrojen-oksijen bağına sahiptir. Bu bağların oluşmasının nedeni, esas olarak atomların dış elektron yörüngelerinin kendilerini belirli sayıda elektron ile doldurmak istemeleridir. Bu sayı, elementler arasında değişir ve elektronları diğer atomlarla paylaşmak, mütevazi kovucu etkilerin üstesinden geldiği anlamına gelse bile, bunu başarmanın bir yoludur. Kovalent bağ içeren moleküller polar olabilir, bu da net yükleri sıfır olmasına rağmen molekülün bölümlerinin başka yerlerde negatif yüklerle dengelenen pozitif bir yük taşıdığı anlamına gelir.
Elektronegativite Değerleri ve Periyodik Tablo
Pauling ölçeği, belirli bir elementin ne kadar elektronegatif olduğunu belirlemek için kullanılır. (Bu ölçek, adını Nobel ödüllü bilim adamı Linus Pauling'den alır.) Değer ne kadar yüksek olursa, atom kovalent bağlanma olasılığını ödünç veren senaryolarda elektronları kendisine çekmek için ne kadar isteklidir.
Bu skala üzerindeki en yüksek rütbeli unsur, değeri 4.0 olan bir flüordur. En düşük rütbe, 0.7’de check-in yapan nispeten belirsiz unsurlar olan sezyum ve Fransiyum’tur. Büyük dengesiz unsurlar arasında "düzensiz" veya kutupsal, kovalent bağlar meydana gelir; Bu durumlarda, paylaşılan elektronlar bir atomdan diğerine daha yakındır. Bir elementin iki atomu, O ile olduğu gibi birbirine bağlanırsa2 molekül, atomların elektronegatiflik açısından açık bir şekilde eşittir ve elektronlar her çekirdekten eşit derecede uzağa uzanır. Bu polar olmayan bir bağdır.
Bir elementin periyodik tablodaki konumu, elektronegatifliği hakkında genel bilgi sunar. Elektronegativite elemanlarının değeri soldan sağa ve aşağıdan yukarıya doğru artar. Üst sağa yakın olan florlar konumu yüksek değeri sağlar.
Daha Fazla İş: Yüzey Atomları
Genel olarak atom fiziğinde olduğu gibi, elektronların ve bağlanma davranışları hakkında bilinenlerin çoğu, deneysel olarak kurulurken, tek tek atomaltı parçacıklar düzeyinde teoriktir. Tek tek elektronların ne yaptığını tam olarak doğrulamak için yapılan deneyler, bu elektronları içeren ayrı atomları izole etmek gibi teknik bir sorundur. Elektronegatifliği test etmek için yapılan deneylerde, değerler geleneksel olarak çok sayıda ayrı atomun değerlerinin ortalaması alınarak elde edilmiştir.
Araştırmacılar, 2017 yılında elektronik yüzey mikroskobu adı verilen ve silikon yüzeyindeki atomları incelemek ve elektronegatiflik değerlerini ölçmek için bir teknik kullanabildiler. Bunu, iki eleman birbirinden farklı mesafelere yerleştirildiğinde, silikonun oksijenle bağlanma davranışını değerlendirerek yaptılar. Teknoloji fizikte gelişmeye devam ettikçe, elektronegativite hakkında insan bilgisi daha da gelişecektir.