Електроотрицателност

В този клип искам да говорим за понятието електроотрицателност, както и тясно свързаното с него понятие за електронно сродство. Те са толкова тясно свързани, че като цяло, ако нещо е с висока електроотрицателност, то има високо електронно сродство. Но какво означава това? Електронно сродство е колко силно този атом привлича електрони, колко обича електрони. Дали иска повече електрони? Електроотрицателност е малко по-конкретно понятие. За него говорим, когато атомът е част от ковалентна връзка. Когато той споделя електрони с друг атом, колко вероятно е или колко силно иска да присвои електроните от тази ковалентна връзка? Какво значи да присвои електроните? Нека да запиша тук. Колко силно иска да присвоява електрони, това е очевидно неформално определение. Колко силно иска да задържи електроните само за себе си, да прекарват повече от времето си по-близо до него, отколкото до другите участници в ковалентната връзка. А тук въпросът е до каква степен обича електрони, колко голям афинитет има към електроните. Колко силно желае електрони. Това са много, много свързани понятия. Тук въпросът е: в рамките на контекста на ковалентна връзка колко е електронното сродство? А това тук можем да възприемем малко по-разширено. Но и двете тенденции вървят абсолютно паралелно една с друга. Нека опитаме малко по-ясно да си представим що е то електроотрицателност. Да разгледаме един от най-известните примери за ковалентна връзка – молекулата на водата. Химичната формула на водата, както вероятно знаеш, е Н2О, един кислороден атом и два водородни атома. Всеки водород има един един валентен електрон, и кислородът има в най-външния си слой един, два, три, четири, пет, шест валентни електрона. Един, два, три, четири, пет, шест валентни електрона. Водородът ще се радва, ако може по някакъв начин да се престори, че има и друг електрон, за да достигне електронната конфигурация на стабилен най-външен слой, за който са необходими само два електрона, (при всички други са необходими осем). Водородът ще се чувства стабилен като хелий, ако успее да получи още един електрон. И кислородът ще се чувства стабилен като неон, ако може да получи още два електрона. И става така, че те споделят електрони един с друг. Този електрон може да се споделя във връзка с този електрон на този водород. Така че водородът чувства сякаш ползва и двата и така става по-стабилен, стабилизира външния си слой, т.е. атомът на водорода се стабилизира. И по същия начин, този електрон може да се сподели с този водороден атом, и този водород може да се чувства по-скоро като хелий. И тогава този кислород ще почувства, че това е танто за танто, получава нещо в замяна на друго. Получава електрони, споделени с всеки един от двата водородните атоми, и така може да се чувства стабилен, подобно на неон. Но при такива ковалентни връзки, само в случаите, когато атомите са еднакво електроотрицателни, ще имаме ситуация, в която електроните може да споделят. Дори и тогава ще бъде от значение това, което става в останалата част на молекулата. Но когато имаме атомите на тези два елемента, когато имаме кислород и водород, те нямат еднаква електроотрицателност. Кислородът обича да присвоява електрони повече от водорода. И така, тези електрони няма да прекарват еднакво дълго време при всички атоми. Тук направих нещо като тяхна опростена схема, тези валентни електрони са представени с точки. Но както знаем, електроните са нещо като мъглявина около реалните ядра на атомите, които изграждат тази молекула. И така, в този вид ковалентна връзка двата електрона, които изграждат тази връзка, (показва на схемата) ще престояват повече при кислорода, отколкото при водорода. И тези два електрона ще престояват повече време около кислорода, отколкото около водорода. Знаем, че става така, защото кислородът е по-електроотрицателен, и след секунда ще говорим за тенденциите. Това е много важна идея в химията, и най-вече в органичната химия. Знаем, че кислородът е по-електроотрицателен и електроните прекарват повече време около кислорода, отколкото около водорода. Това създава частичен отрицателен заряд от тази страна, и частични положителни заряди от тази страна, ето тук и ето тук. И това е причината водата да притежава много от характерните си свойства. Ще учим за това много по-подробно в други клипове. И също така, когато се учи органична химия, много от реакциите, които е вероятно да протекат, могат да бъдат прогнозирани, както и да се предскажат вероятните молекули, които ще се образуват, благодарение на електроотрицателността. И особено след като започнеш да учиш за окислително число, познаването на електроотрицателността ще ти е много полезно. След като научихме какво е електроотрицателност, нека помислим малко какво става, когато минаваме през периодите на периодичната система. Нека започнем от първа група и минем през всички останали, чак до халогените, до жълтата колона тук. Как ще се променя електроотрицателността? Да повторим, че едно от възможните решения е да си представим крайностите. Помисли за натрия и за хлора. Спри за малко на пауза видеото и помисли върху това. Приемам, че вече опита. Можем да приложим същата, или подобна идея, като при йонизационната енергия. Подобните на натрий елементи имат само по един електрон в най-външния си електронен слой. На този електрон ще му бъде трудно да запълни този слой. За да достигне стабилно състояние, ще му е много по-лесно да отдаде този единичен електрон, който има, за да може да постигне стабилна конфигурация като на неона. Така че действително ще пожелае да отдаде своя електрон. И както видяхме във видеото за йонизационна енергия, това е причината да има ниска йонизационна енергия. Не е необходима много енергия, в газообразно състояние, за да се отстрани електрон от натрия. Но при хлора е обратното. Остава му да вземе само един, за да завърши последния си слой. Никак няма да иска да отдава електрон, всъщност ще иска наистина много да вземе електрон, за да постигне конфигурацията на аргона, като така ще има завършен трети електронен слой. Според тази логика натрият не би имал нищо против да отдаде електрон, докато хлорът много би искал да се сдобие с един електрон. Следователно съществува по-голяма вероятност хлорът да присвои електрони, докато почти няма вероятност натрият да присвоява електрони. Така че тенденцията, когато се движим от ляво надясно в периодичната система, е, че ще имаме по-голяма електроотрицателност. По-силна електроотрицателност при движение от ляво надясно. А каква зависимост ще се наблюдава при движение от горе надолу в групата? Каква мислиш ще бъде тенденцията, като се движим надолу? Ще ти подскажа. Помисли за атомните радиуси. С това наум спри видеото на пауза и помисли каква зависимост ще има. Каква ще бъде електроотрицателността – по-голяма или по-малка при движение надолу? Предполагам, че вече опита. Както знаем от видеото за атомните радиуси, нашите атоми стават все по-големи и по-големи с добавянето на повече електронни слоеве. Цезият има един електрон в най-външния си шести електронен слой, докато литият има един електрон. Всички елементи от първа група имат по един електрон в най-външния слой, но този петдесет и пети електрон, този електрон в най-външния слой на цезия, се намира много по-далече от най-външния електрон на лития или на водорода. И заради това има по-голямо препречване между този електрон и ядрото, от всички други електрони, които са между тях, а освен това той се намира и на по-голямо разстояние, следователно е по-лесно да бъде отнет. Затова има голяма вероятност цезият да отдаде електрони. В сравнение с водорода има много по-голяма вероятност да отдава електрони. Така че при движение надолу в дадена група електроотрицателността намалява. На база на казаното дотук – кои са най-електроотрицателните атоми? Това са атомите в най-горната дясна зона на периодичната система. Тези, които посочвам тук. Те ще бъдат най-електроотрицателни. Понякога дори не се сещаме за благородните газове, защото те не са никак реактивоспособни, те дори не образуват ковалентна връзка, защото се чувстват добре, както са си. Докато другите елементи понякога образуват ковалентни връзки, а когато го правят, наистина обичат да присвояват електрони. А кои елементи кои са най-малко електроотрицателни, понякога наричани и електроположителни? Тези, разположени най-долу вляво. Както вече знаеш, те имат – както в случая с цезия – имат само един електрон за отдаване, с което ще постигнат стабилно състояние, подобно на ксенона, или в случая с елементите от тези две групи, възможно е да се наложи да отдадат два електрона, но е много по-лесно да отдадат двата електрона, отколкото да приемат цял куп електрони. И това са едни големи атоми. Техните най-външни електрони все по-малко се привличат от положителното ядро. И тенденцията в периодичната система при движение от долния ляв край към горния десен край е повишаване на електроотрицателността.