Eletronegatividade trata-se da tendência que um átomo apresenta em atrair elétrons, quando se encontra ligado a um elemento químico diferente, formando uma substância composta.
A eletronegatividade dos átomos é uma grandeza relativa, pois ao estudá-la, estamos comparando a força de atração exercida pelos prótons no núcleo dos átomos sobre os elétrons que fazem parte da ligação química. Essa força de atração está relacionada com o tamanho do raio atômico, ou seja, quanto menor o tamanho do átomo, maior será a força de atração exercida sobre os elétrons, pois a distância entre o núcleo e o elétron da ligação é menor. Logo, quanto menor for o tamanho de um átomo, maior será sua eletronegatividade.
Uma das escalas mais utilizadas para relacionar a eletronegatividade dos átomos é a escala de Pauling, mostrada na tabela abaixo. Os valores que Pauling obteve estão relacionados com a energia de ionização e a afinidade eletrônica dos elementos. De forma resumida, a energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado (ou íon) no estado gasoso. Logo, quanto maior for o potencial de ionização de um elemento, maior será a sua eletronegatividade.
Já a eletroafinidade ou afinidade eletrônica dos elementos trata-se da energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso, “captura” um elétron. Os átomos que apresentam eletroafinidade elevada possuem maior tendência em ganhar um ou mais elétrons, adquirindo, assim, estabilidade eletrônica. Dessa forma, quanto maior for a afinidade eletrônica, maior será a eletronegatividade do átomo.
A eletronegatividade não é definida para os gases nobres. As variações de eletronegatividade apresentados abaixo estão com seus valores arredondados.
Tabela periódica
Na tabela periódica, a eletronegatividade aumenta de baixo para cima nas famílias (grupos) e da esquerda para a direita nos períodos, como está representado esquematicamente na tabela abaixo. Note que a família VIIIA, referente aos gases nobres, foi desconsiderada.
Tabela de eletronegatividade
Já conhecemos o modelo atômico e sabemos que ele possui um núcleo positivo circundado por uma eletrosfera negativa. O que mantém os elétrons em torno do núcleo é a atração magnética que um exerce sobre o outro. Lembrando um pouco das aulas de eletromagnetismo, em Física, sabemos que a força elétrica entre dois corpos é diretamente proporcional à carga e inversamente proporcional à distância ao quadrado. Traduzindo: quanto mais carga um corpo tem, mais ele atrai ou repele outro corpo e, quanto mais longe ele está, menos ele conseguirá atrair.
Se o átomo possui um núcleo positivo, é de se esperar que ele consiga atrair corpos negativos (no caso, elétrons) mas, se ele possui uma eletrosfera - que é negativa - podemos supor também que a maior distância a que o núcleo pode chegar de um corpo negativo é o tamanho do raio da eletrosfera, devido à força de repulsão que começa a aparecer. Ficou confuso? Veja esta figura.
Quando uma partícula vai se aproximando do núcleo, atraída por ele, aproxima-se também da eletrosfera, só que esta a repele. Dessa forma, existe (em teoria) um ponto de equilíbrio que se localiza aproximadamente a uma distância igual ao raio atômico do núcleo do átomo.
O que acontece quando um átomo chega perto do outro?
Um começa a atrair os elétrons mais externos da eletrosfera do outro, enquanto o núcleo tenta segurá-lo. O que acontece é um verdadeiro "cabo de guerra" entre os núcleos, cada um tentando atrair os elétrons externos do outro.
A essa "força" que o átomo tem de capturar elétrons dos outros (vencer o "cabo de guerra"), damos o nome de eletronegatividade. Assim um átomo é fortemente eletronegativo quando tem facilidade em "roubar" os elétrons dos outros.
Qual o mais forte? E o mais fraco?
Se analisarmos novamente a expressão da força magnética, vamos perceber que dois fatores são importantes para aumentar a eletronegatividade: a carga nuclear, capaz de atrair os elétrons, e o raio atômico, que determina a distância máxima de aproximação do elétron em relação ao núcleo. Acontece que a força é diretamente proporcional à carga e inversamente proporcional ao raio ao quadrado. Concluímos então que, se duplicarmos a carga nuclear, a força dobra, mas, se duplicarmos o raio, a força diminui quatro vezes, portanto o raio atômico influi muito mais na eletronegatividade do que a carga nuclear. Um átomo "fortão" deve ser pequeno e com um núcleo cheio de prótons.
Pensando na tabela periódica, sabemos que quanto maior o período (linha) da tabela, mais camadas sua eletrosfera terá e, por conseqüência, maior será seu raio, diminuindo sua eletronegatividade.
Átomos que estão no mesmo período, têm o mesmo número de camadas, portanto raios muito próximos mas, à medida que nos deslocamos para a direita da tabela e o número atômico cresce, cresce o número de prótons, a carga nuclear e a eletronegatividade.
Assim, a eletronegatividade cresce na tabela de baixo para cima e da esquerda para a direita. Como os gases nobres não tentam "roubar" elétrons de ninguém, os excluímos dessa propriedade, sobrando então:
O elemento mais eletronegativo é o flúor e o menos eletronegativo é o frâncio. É bastante útil que você conheça uma pequena fila de eletronegatividade decrescente:
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H
A eletronegatividade é uma propriedade fundamental para entendermos por exemplo os tipos de ligações químicas, a polaridade de uma molécula e algumas outras coisas.
Medição da eletronegatividade
Dá sim. Linus Pauling propôs uma escala que atribui o valor 4,0 para o átomo mais eletronegativo (Flúor) e os valores para os outros átomos são atribuídos por comparação. Podemos provar experimentalmente que o átomo de Boro, por exemplo, atrai os elétrons com a metade da força do átomo de Flúor, assim a eletronegatividade do Boro é 2,0 na escala de Pauling.
Na escala de Pauling, um átomo com eletronegatividade 1,5 atrai os elétrons com uma força igual a 3/8 da força com que o Flúor o faz.
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Linus Pauling
Veja também
- Diagrama de Pauling e distribuição eletrônica