Electronegatividade e número de oxidação

Electronegatividade é a tendência de um átomo/molécula para atrair electrões; o número de oxidação é um indicador do seu ambiente de ligação.

Electronegatividade

Electronegatividade é uma propriedade que descreve a tendência de um átomo para atrair electrões (ou densidade de electrões) em direcção a si próprio. A eletronegatividade de um átomo é afetada tanto pelo seu número atômico quanto pelo tamanho do átomo. Quanto maior for a sua electronegatividade, mais um elemento atrai os electrões. O oposto da eletronegatividade é a eletropositividade, que é uma medida da capacidade de um elemento doar elétrons.

A eletronegatividade não é medida diretamente, mas calculada com base em medições experimentais de outras propriedades atômicas ou moleculares. Vários métodos de cálculo têm sido propostos, e embora possa haver pequenas diferenças nos valores numéricos dos valores de eletronegatividade calculados, todos os métodos mostram a mesma tendência periódica entre os elementos.

A eletronegatividade, como geralmente é calculada, não é estritamente uma propriedade de um átomo, mas uma propriedade de um átomo em uma molécula. As propriedades de um átomo livre incluem a energia de ionização e a afinidade dos elétrons. Espera-se que a eletronegatividade de um elemento varie com seu ambiente químico, mas geralmente é considerada uma propriedade transferível; ou seja, valores similares serão válidos em diversas situações.

No nível mais básico, a eletronegatividade é determinada por fatores como a carga nuclear e o número/localização de outros elétrons presentes nas conchas atômicas. A carga nuclear é importante porque quanto mais prótons um átomo tiver, mais “tração” terá sobre os elétrons negativos. Onde os elétrons estão no espaço é um fator que contribui porque quanto mais elétrons um átomo tiver, mais longe do núcleo estarão os elétrons de valência, e como resultado eles experimentarão menos carga positiva; isto é devido à sua maior distância do núcleo, e porque os outros elétrons nos orbitais do núcleo de menor energia agirão para proteger os elétrons de valência do núcleo com carga positiva.

O método de cálculo mais comumente utilizado para a eletronegatividade foi proposto por Linus Pauling. Este método produz uma quantidade sem dimensão, vulgarmente referida como escala de Pauling, com um intervalo de 0,7 a 4. Se olharmos para a tabela periódica sem os gases inertes, a electronegatividade é maior na parte superior direita e menor na parte inferior esquerda.

Electronegatividade dos elementos: A eletronegatividade é maior na parte superior direita da tabela e menor na parte inferior esquerda.

Hence, o flúor (F) é o mais electronegativo dos elementos, enquanto que o franco (Fr) é o menos electronegativo.

Números de oxidação

É comum considerar que um único valor de electronegatividade é válido para a maioria das situações de ligação em que um determinado átomo pode estar. Embora esta abordagem tenha a vantagem da simplicidade, é claro que a electronegatividade de um elemento não é uma propriedade atómica invariável; pelo contrário, pode ser pensada como dependendo de uma quantidade chamada ‘o número de oxidação’ do elemento.

Uma forma de caracterizar átomos numa molécula e manter o registo dos electrões é atribuindo números de oxidação. O número de oxidação é a carga elétrica que um átomo teria se os elétrons de ligação fossem atribuídos exclusivamente ao átomo mais eletronegativo, e pode identificar qual átomo é oxidado e qual é reduzido em um processo químico. Seis regras podem ser usadas ao atribuir números de oxidação:

1. O número de oxidação de um elemento em seu estado natural (ou seja, como ele é encontrado na natureza) é zero. Por exemplo, hidrogênio em H2, oxigênio em O2, nitrogênio em N2, carbono em diamante, etc., têm números de oxidação de zero.
2. Em compostos iônicos, a carga iônica de um átomo é seu número de oxidação.
3. A soma dos números de oxidação de todos os átomos de um íon ou molécula é igual à sua carga líquida.
4. Em compostos com não metais, o número de oxidação do hidrogênio é +1. Entretanto, quando o hidrogênio é ligado a um metal, seu número de oxidação se reduz a -1 porque o metal é um elemento mais eletropositivo, ou menos eletronegativo.
5. O oxigênio é atribuído um número de oxidação de -2 na maioria dos compostos. No entanto, existem algumas excepções. Nos peróxidos (O22-), como o peróxido de hidrogénio (H2O2), o número de oxidação do oxigénio é -1. No difluoreto de oxigênio (OF2), o número de oxidação do oxigênio é +2, enquanto que no difluoreto de oxigênio (O2F2), o oxigênio recebe um número de oxidação de +1 porque o flúor é o elemento mais eletronegativo desses compostos, por isso recebe um número de oxidação de -1.
6. Ao átomo com maior eletronegatividade, tipicamente um elemento não metálico, é atribuído um número de oxidação negativo, enquanto ao outro átomo, que é frequentemente mas não necessariamente um elemento metálico, é atribuído um número de oxidação positivo.