Elektronegativita a oxidační číslo

Elektronegativita je tendence atomu/molekuly přitahovat elektrony; oxidační číslo je ukazatelem vazebného prostředí.

Elektronegativita

Elektronegativita je vlastnost, která popisuje tendenci atomu přitahovat k sobě elektrony (nebo elektronovou hustotu). Elektronegativita atomu je ovlivněna atomovým číslem i velikostí atomu. Čím vyšší je elektronegativita, tím více prvek přitahuje elektrony. Opakem elektronegativity je elektropozitivita, což je míra schopnosti prvku odevzdávat elektrony.

Elektronegativita se neměří přímo, ale vypočítává se na základě experimentálních měření jiných atomových nebo molekulových vlastností. Bylo navrženo několik metod výpočtu, a přestože mohou existovat malé rozdíly v číselných hodnotách vypočtených hodnot elektronegativity, všechny metody ukazují stejný periodický trend mezi prvky.

Elektronegativita, jak se obvykle vypočítává, není striktně vlastností atomu, ale spíše vlastností atomu v molekule. Mezi vlastnosti volného atomu patří ionizační energie a elektronová afinita. Očekává se, že elektronegativita prvku se bude měnit v závislosti na jeho chemickém prostředí, ale obvykle se považuje za přenosnou vlastnost; to znamená, že podobné hodnoty budou platit v různých situacích.

Na nejzákladnější úrovni je elektronegativita určena faktory, jako je jaderný náboj a počet/umístění dalších elektronů přítomných v atomových slupkách. Jaderný náboj je důležitý, protože čím více protonů atom má, tím větší „přitažlivost“ bude mít pro záporné elektrony. K tomu přispívá i umístění elektronů v prostoru, protože čím více elektronů atom má, tím dále od jádra se valenční elektrony nacházejí a v důsledku toho mají menší kladný náboj; to je způsobeno jejich větší vzdáleností od jádra a tím, že ostatní elektrony v jádrových orbitalech s nižší energií budou působit jako stínění valenčních elektronů před kladně nabitým jádrem.

Nejčastěji používanou metodu výpočtu elektronegativity navrhl Linus Pauling. Tato metoda dává bezrozměrnou veličinu, běžně označovanou jako Paulingova stupnice, s rozsahem od 0,7 do 4. Pokud se podíváme na periodickou tabulku bez inertních plynů, elektronegativita je největší v pravém horním rohu a nejnižší v levém dolním rohu.

Elektronegativita prvků: Elektronegativita prvků je největší v pravé horní části tabulky a nejmenší v levé dolní části.

Takže fluor (F) je z prvků nejvíce elektronegativní, zatímco francium (Fr) je nejméně elektronegativní.

Oxidační čísla

Obvykle se uvažuje, že jedna hodnota elektronegativity platí pro většinu vazebných situací, ve kterých se daný atom může nacházet. Tento přístup má sice výhodu jednoduchosti, ale je zřejmé, že elektronegativita prvku není neměnnou vlastností atomu; spíše si ji lze představit v závislosti na veličině zvané „oxidační číslo“ prvku.

Jedním ze způsobů, jak charakterizovat atomy v molekule a sledovat elektrony, je přiřazení oxidačních čísel. Oxidační číslo je elektrický náboj, který by měl atom, kdyby byly vazebné elektrony přiřazeny výhradně elektronegativnějšímu atomu, a může určit, který atom je v chemickém procesu oxidován a který redukován. Při přiřazování oxidačních čísel lze použít šest pravidel:

1. Oxidační číslo prvku v jeho přirozeném stavu (tj. jak se nachází v přírodě) je nula. Například vodík v H2, kyslík v O2, dusík v N2, uhlík v diamantu atd. mají oxidační číslo nula.
2. V iontových sloučeninách je iontový náboj atomu jeho oxidačním číslem.
3. Součet oxidačních čísel všech atomů v iontu nebo molekule je roven jejímu čistému náboji.
4. Ve sloučeninách s nekovy je oxidační číslo vodíku +1. Pokud je však vodík vázán s kovem, jeho oxidační číslo se sníží na -1, protože kov je elektropozitivnější nebo méně elektronegativní prvek.
5. Kyslík má ve většině sloučenin oxidační číslo -2.
6. Kyslík má oxidační číslo -1. Existují však určité výjimky. V peroxidech (O22-), jako je peroxid vodíku (H2O2), je oxidační číslo kyslíku -1. V difluoridu kyslíku (OF2) je oxidační číslo kyslíku +2, zatímco v difluoridu kyslíku (O2F2) je kyslíku přiřazeno oxidační číslo +1, protože fluor je v těchto sloučeninách elektronegativnějším prvkem, a proto je mu přiřazeno oxidační číslo -1.
7. Atomu s vyšší elektronegativitou, obvykle nekovovému prvku, se přiřazuje záporné oxidační číslo, zatímco druhému atomu, který je často, ale ne nutně kovovým prvkem, se přiřazuje kladné oxidační číslo.

.