Electronegatividad

Electronegatividad

La electronegatividad, denotada por el símbolo χ es una propiedad química que mide la capacidad de un átomo (o de manera menos frecuente un grupo funcional) para atraer hacia él los electrones, o densidad electrónica, cuando forma un enlace covalente en una molécula.[1]

La electronegatividad de un átomo determinado está afectada fundamentalmente por dos magnitudes, su masa atómica y la distancia promedio de los electrones de valencia con respecto al núcleo atómico. Esta propiedad se ha podido correlacionar con otras propiedades atómicas y moleculares. Fue Linus Pauling el investigador que propuso esta magnitud por primera vez en el año 1932, como un desarrollo más de su teoría del enlace de valencia[2] .

La electronegatividad no se puede medir experimentalmente de manera directa como, por ejemplo, la energía de ionización, pero se puede determinar de manera indirecta efectuando cálculos a partir de otras propiedades atómicas o moleculares.

Se han propuesto distintos métodos para su determinación y aunque hay pequeñas diferencias entre los resultados obtenidos todos los métodos muestran la misma tendencia periódica entre los elementos.

El procedimiento de cálculo más común es el inicialmente propuesto por Pauling. El resultado obtenido mediante este procedimiento es un número adimensional que se incluye dentro de la escala de Pauling. Escala que varía entre 0,7 para el elemento menos electronegativo y 4,0 para el mayor (el valor para el hidrógeno es de 2,2)

Es interesante señalar que la electronegatividad no es estrictamente una propiedad atómica, pues se refiere a un átomo dentro de una molécula[3] y, por tanto, puede variar ligeramente cuando varía el "entorno"[4] de un mismo átomo en distintos enlaces de distintas moléculas. La propiedad equivalente de la electronegatividad para un átomo aislado sería la afinidad electrónica o electroafinidad.

Contenido

Escalas de electronegatividad

Los diferentes valores de electronegatividad se clasifican según diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling anteriormente aludida y la escala de Mulliken.

En general, los diferentes valores de electronegatividad de los átomos determinan el tipo de enlace que se formará en la molécula que los combina. Así, según la diferencia entre las electronegatividades de éstos se puede determinar (convencionalmente) si el enlace será, según la escala de Linus Pauling:

  • Iónico (diferencia superior o igual a 1.8)
  • Covalente polar (diferencia entre 1.8 y 0.4)
  • Covalente no polar (diferencia inferior a 0.4)

Cuanto más pequeño es el radio atómico, mayor es la energía de ionización y mayor la electronegatividad y viceversa.

Según Linus Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones. Ni las definiciones cuantitativas ni las escalas de electronegatividad se basan en la distribución electrónica, sino en propiedades que se supone reflejan la electronegatividad. La electronegatividad de un elemento depende de su estado de oxidación y, por lo tanto, no es una propiedad atómica invariable. Esto significa que un mismo elemento puede presentar distintas electronegatividades dependiendo del tipo de molécula en la que se encuentre, por ejemplo, la capacidad para atraer los electrones de un orbital híbrido spn en un átomo de carbono enlazado con un átomo de hidrógeno, aumenta en consonancia con el porcentaje de carácter s en el orbital, según la serie etano < etileno(eteno) < acetileno(etino). La escala de Pauling se basa en la diferencia entre la energía del enlace A-B en el compuesto ABn y la media de las energías de los enlaces homopolares A-A y B-B.

R. S. Mulliken propuso que la electronegatividad de un elemento puede determinarse promediando la energía de ionización de sus electrones de valencia y la afinidad electrónica. Esta aproximación concuerda con la definición original de Pauling y da electronegatividades de orbitales y no electronegatividades atómicas invariables.

La escala Mulliken (también llamada escala Mulliken-Jaffe) es una escala para la electronegatividad de los elementos químicos, desarrollada por Robert S. Mulliken en 1934. Dicha escala se basa en la electronegatividad Mulliken (cM) que promedia la afinidad electrónica A.E. ( magnitud que puede relacionarse con la tendencia de un átomo a adquirir carga negativa) y los potenciales de ionización de sus electrones de valencia P.I. o E.I. (magnitud asociada con la facilidad, o tedencia, de un átomo a adquirir carga positiva). Las unidades empleadas son el KJ/mol:

c_M = \frac {A.E + P.I.} 2

En la siguiente tabla se encuentran tabulados algunos valores de la electronegatividad para elementos representativos en la escala Mulliken:

Al
1,37
Ar
3,36
As
2,26
B
1,83
Be
1,99
Br
3,24
C
2,67
Ca
1,30
Cl
3,54
F
4,42
Ga
1,34
Ge
1,95
H
3,06
I
2,88
In
1,30
K
1,03
Kr
2,98
Li
1,28
Mg
1,63
N
3,08
Na
1,21
Ne
4,60
O
3,21
P
2,39
Rb
0,99
S
2,65
Sb
2,06
Se
2,51
Si
2,03
Sn
1,83
Sr
1,21
Te
2,34
Xe
2,59

E. G. Rochow y A. L. Alfred definieron la electronegatividad como la fuerza de atracción entre un núcleo y un electrón de un átomo enlazado.

Electronegatividades de los elementos

Grupo (Vertical) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Período (Horizontal)
1 H
2.1
He
 
2 Li
1.0
Be
1.5
B
2.0
C
2.5
N
3.0
O
3,5
F
4.00
Ne
 
3 Na
0.9
Mg
1.2
Al
1.5
Si
1.8
P
2.1
S
2.5
Cl
3.0
Ar
 
4 K
0.8
Ca
1.0
Sc
1.3
Ti
1.4
V
1.6
Cr
1.6
Mn
1.5
Fe
1.8
Co
1.8
Ni
1.8
Cu
1.9
Zn
1.6
Ga
1.6
Ge
1.8
As
2.0
Se
2.4
Br
2.8
Kr
3.00
5 Rb
0.8
Sr
1.0
Y
1.2
Zr
1.4
Nb
1.6
Mo
1.8
Tc
1.9
Ru
2.2
Rh
2.2
Pd
2.2
Ag
1.9
Cd
1.7
In
1.7
Sn
1.8
Sb
1.9
Te
2.1
I
2.5
Xe
6 Cs
0.7
Ba
0.9
*
 
Hf
1.3
Ta
1.5
W
1.70
Re
1.9
Os
2.2
Ir
2.2
Pt
2.2
Au
2.4
Hg
1.9
Tl
1.8
Pb
1.8
Bi
1.9
Po
2.0
At
2.2
Rn
7 Fr
0.7
Ra
0.7
**
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Uub
 
Uut
 
Uuq
 
Uup
 
Uuh
 
Uus
 
Uuo
 
Lantánidos *
 
La
1.10
Ce
1.12
Pr
1.13
Nd
1.14
Pm
1.13
Sm
1.17
Eu
1.10
Gd
1.10
Tb
1.10
Dy
1.10
Ho
1.10
Er
1.10
Tm
1.10
Yb
1.10
Lu
1.27
Actínidos **
 
Ac
1.10
Th
1.30
Pa
1.40
U
1.40
Np
1.40
Pu
1.22
Am
1.30
Cm
1.30
Bk
1.30
Cf
1.30
Es
1.30
Fm
1.30
Md
1.30
No
1.30
Lr
 

Grupo electronegativo

En química orgánica, la electronegatividad se asocia más con diferentes grupos funcionales que con átomos individuales. Los términos grupo electronegativo y sustituyente electronegativo se pueden considerar términos sinónimos. Es bastante corriente distinguir entre efecto inductivo y resonancia, efectos que se podrían describir en términos de electronegatividades σ y π, respectivamente. También hay un número de relaciones lineales con la energía libre que se han usado para cuantificar estos efectos, como la ecuación de Hammet, que es la más conocida. Asimismo, los parámetros de Kabachnik son un grupo de electronegatividades que se usan en la química de los organofosforados

Referencias

  1. Electronegativity.", IUPAC Compendium of Chemical Terminology
  2. Pauling, L. (1932). «The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms» Journal of the American Chemical Society. Vol. 54. n.º 9. pp. 3570–3582. DOI 10.1021/ja01348a011.
  3. Pauling, Linus (1960). Nature of the Chemical Bond. Cornell University Press, pp. 88–107. ISBN 0801403332.
  4. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1984). Chemistry of the Elements. Pergamon, p. 30. ISBN 0-08-022057-6.

Enlaces externos

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