Ηλεκτροθετικά και Ηλεκτροαρνητικά Στοιχεία

Τα τρία υποατομικά σωματίδια σε ένα άτομο είναι 

• Νετρόνια (τα οποία είναι ουδέτερα επιφορτισμένα).
• Ηλεκτρόνια (τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα).
• Πρωτόνια (τα οποία είναι θετικά φορτισμένα).

Ένα άτομο είναι πάντα ουδέτερο, καθώς περιέχει ίσο αριθμό ηλεκτρονίων και πρωτονίων. Όμως, κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, ένα άτομο μπορεί να αποκτήσει ηλεκτρόνια ή να χάσει ηλεκτρόνια.

Όταν ένα άτομο χάνει τα ηλεκτρόνια του για να σχηματίσει έναν χημικό δεσμό, ο αριθμός των πρωτονίων υπερτερεί του αριθμού των ηλεκτρονίων, και ως εκ τούτου, το άτομο γίνεται θετικά φορτισμένο. Αυτό το θετικά φορτισμένο άτομο ονομάζεται κατιόν.

Ομοίως, ένα άτομο μπορεί να αποκτήσει ηλεκτρόνια για να σχηματίσει έναν χημικό δεσμό, ο οποίος προκαλεί τον αριθμό των ηλεκτρονίων να υπερτερεί του αριθμού των πρωτονίων και ως εκ τούτου, το άτομο φορτίζεται αρνητικά. Αυτό το αρνητικά φορτισμένο άτομο ονομάζεται ανιόν.

Για να σχηματιστεί μια χημική ένωση, συνήθως, ένα κατιονικό άτομο αντιδρά με ένα ανιονικό άτομο. Ένα άτομο προσπαθεί πάντα να αποκτήσει σταθερή ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Για να αναπτυχθεί μια διαμόρφωση ευγενών αερίων, ένα άτομο χάνει ή κερδίζει ηλεκτρόνια. Και έτσι, σχηματίζουν χημικό δεσμό ή συμμετέχουν σε μια χημική αντίδραση.

Ηλεκτροθετικότητα και Ηλεκτραρνητικότητα:

• Η τάση για απώλεια ή απόκτηση ηλεκτρονίων για την απόκτηση διαμόρφωσης ευγενών αερίων είναι σθένος. Για να σχηματιστεί ένας χημικός δεσμός, ένα άτομο πρέπει να ικανοποιεί το σθένος του. Η τάση ενός ατόμου να χάσει ένα ηλεκτρόνιο είναι γνωστή ως ηλεκτροθετικότητα. Αυτός ο τύπος συμπεριφοράς είναι κοινός στα μέταλλα, και ως εκ τούτου, είναι επίσης γνωστός ως μεταλλικός χαρακτήρας. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που απαιτείται να χάσει ένα άτομο, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ηλεκτροθετικότητα του καθώς θα χάσει εύκολα το ηλεκτρόνιο για να ολοκληρώσει την οκτάδα. Αυτός είναι ο λόγος που τα αλκαλικά μέταλλα είναι τα πιο ηλεκτροθετικά στοιχεία σε ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα.
  
  
• Από την άλλη πλευρά, η τάση ενός ατόμου να αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο είναι γνωστή ως ηλεκτραρνητικότητα ή συγγένεια ηλεκτρονίων. Τα άτομα αποκτούν ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσουν την οκτάδα τους. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που απαιτούνται για την ολοκλήρωση της οκτάδας, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση ενός ατόμου να έλκει ηλεκτρόνια προς το μέρος του. Έτσι, μεγαλύτερη είναι η ηλεκτραρνητικότητα. Αυτός είναι ο λόγος που τα αλογόνα είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο σε ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα.

Γενικά, τα ηλεκτροθετικά στοιχεία σχηματίζουν ιοντικό δεσμό με ηλεκτραρνητικά στοιχεία. Ένα ηλεκτροθετικό στοιχείο δίνει ηλεκτρόνια σε ηλεκτραρνητικά στοιχεία και αυτή η πλήρης μεταφορά ηλεκτρονίων δημιουργεί έναν ιοντικό δεσμό.

Για παράδειγμα, το νάτριο είναι ένα ηλεκτροθετικό στοιχείο που χάνει ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο χλωρίου, ένα ηλεκτραρνητικό στοιχείο.

Τάσεις ηλεκτροθετικότητας και ηλεκτραρνητικότητας στον περιοδικό πίνακα:

• Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας περιλαμβάνει γραμμές και στήλες σε αυτόν. Οι κάθετες στήλες ονομάζονται ομάδες, ενώ οι οριζόντιες γραμμές ονομάζονται περίοδοι.
• Καθώς προχωράμε προς τα κάτω στην ομάδα, το μέγεθος των στοιχείων αυξάνεται. Η αύξηση του μεγέθους οφείλεται στο ότι προστίθεται ένα νέο κέλυφος, το οποίο κάνει το τελευταίο ηλεκτρόνιο του φλοιού πιο μακριά από τον πυρήνα, και ως εκ τούτου, ο πυρήνας δεν μπορεί να τραβήξει τα ηλεκτρόνια, γεγονός που προκαλεί εύκολη απομάκρυνση των ηλεκτρονίων. Ως εκ τούτου, στην ομάδα, η ηλεκτροθετικότητα αυξάνεται.
• Στην περίπτωση της ηλεκτραρνητικότητας, λειτουργεί το αντίθετο από την ηλεκτροθετικότητα. Γενικά, λόγω της αύξησης του μεγέθους ενός ατόμου, το τελευταίο κέλυφος απομακρύνεται επίσης από τον πυρήνα. Ως εκ τούτου, γίνεται δύσκολο για τον πυρήνα να προσελκύσει το εισερχόμενο ηλεκτρόνιο. Επομένως, κάτω από την ομάδα, η ηλεκτραρνητικότητα μειώνεται.
• Στην περίπτωση των τελείων, το μέγεθος των στοιχείων μειώνεται όταν μετακινούνται από αριστερά προς τα δεξιά κατά μήκος της σειράς. Αυτό συμβαίνει επειδή ο αριθμός των φλοιών δεν αυξάνεται κατά τη διάρκεια της περιόδου και το ηλεκτρόνιο προστίθεται στο ίδιο υποκέλυφος. Η δύναμη έλξης του πυρήνα αυξάνεται καθώς υπάρχουν περισσότερα πρωτόνια σε αυτόν. Καθώς το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων βρίσκεται σε σταθερή απόσταση από το θετικό φορτίο των πρωτονίων στον πυρήνα, τα εξώτατα ηλεκτρόνια του φλοιού έλκονται έντονα προς το κέντρο του ατόμου. Αυτή η μείωση του μεγέθους έχει ως αποτέλεσμα μικρότερη απαίτηση ενέργειας για την προσέλκυση ηλεκτρονίων, αλλά μεγαλύτερη ανάγκη για ενέργεια για την αφαίρεση ή την απώλεια ενός ηλεκτρονίου. Ως εκ τούτου, η ηλεκτροθετικότητα μειώνεται μαζί με την ομάδα καθώς το μέγεθος του ατόμου γίνεται μικρό και καθίσταται δύσκολη η αφαίρεση του ηλεκτρονίου.
• Αλλά στην περίπτωση της ηλεκτραρνητικότητας, αυξάνεται καθώς κινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά κατά τη διάρκεια της περιόδου, επειδή το μέγεθος μειώνεται και αυξάνεται επίσης η προσέγγιση του πυρήνα στο εισερχόμενο ηλεκτρόνιο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το εύκολο κέρδος ενός ηλεκτρονίου.

Ως εκ τούτου, τα περισσότερα μέταλλα, όπως τα μέταλλα των αλκαλίων και τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι ηλεκτροθετικά, ενώ τα αμέταλλα είναι ηλεκτραρνητικά.

Περαιτέρω για τα στοιχεία, επομένως τα αλκαλικά μέταλλα είναι τα πιο ηλεκτροθετικά επειδή πρέπει να χάσουν μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Η απώλεια μόνο ενός ηλεκτρονίου απαιτεί πολύ λιγότερη ενέργεια. Ως εκ τούτου, η τάση τους να χάνουν ένα ηλεκτρόνιο είναι μέγιστη. Ένας άλλος παράγοντας που συμβάλλει στην υψηλή ηλεκτροθετικότητά τους είναι ότι έχουν μεγάλο μέγεθος και το ηλεκτρόνιο του εξωτερικού κελύφους είναι πολύ μακριά από την επίδραση του πυρήνα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερες ελκτικές δυνάμεις και εύκολη εκτόξευση ηλεκτρονίων.

Τα αλογόνα είναι τα πιο ηλεκτραρνητικά στοιχεία στη φύση γιατί πρέπει να αποκτήσουν μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Το κέρδος ενός μόνο ηλεκτρονίου απαιτεί λιγότερη ενέργεια, και ως εκ τούτου, η τάση τους να αποκτήσουν ένα ηλεκτρόνιο (η οποία είναι επίσης γνωστή ως συγγένεια ηλεκτρονίων) είναι μέγιστη. Ένας άλλος παράγοντας που συμβάλλει είναι το μέγεθός τους. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, η επίδραση του πυρήνα στο εισερχόμενο ηλεκτρόνιο είναι ισχυρή και προσελκύει εύκολα το ηλεκτρόνιο.

Συμπέρασμα:

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο κύριος παράγοντας που ευθύνεται για να γίνει ένα άτομο ηλεκτροθετικό ή ηλεκτραρνητικό είναι το σθένος του. Η τάση ενός στοιχείου να χάνει ηλεκτρόνια είναι γνωστή ως ηλεκτροθετικότητα ή μεταλλικός χαρακτήρας. Ταυτόχρονα, η τάση ενός ατόμου να αποκτά ηλεκτρόνια είναι γνωστή ως ηλεκτραρνητικότητα ή συγγένεια ηλεκτρονίων. Το μέγεθος ενός στοιχείου επηρεάζει την έκταση της ηλεκτροθετικότητας και της ηλεκτραρνητικότητας. Μεγαλύτερο μέγεθος θα είναι η ηλεκτροθετικότητα αλλά μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα. Ενώ όσο πιο ελλιπές είναι το μέγεθος, τόσο μικρότερη είναι η ηλεκτροθετικότητα, αλλά μεγαλύτερη η ηλεκτραρνητικότητα.