Uma propriedade periódica é aquela que varia de forma periódica, como próprio nome diz, algo que se repete em estágios regulares. Essa propriedade periódica dos elementos químicos obedece a Lei de periodicidade de Henry Moseley que diz, que diversas propriedades químicas e físicas dos elementos variam de forma periódica com seus números atômicos.
Para demonstrar a periodicidade que Henry Moseley afirmou que os elementos apresentavam de acordo com a ordem crescente de seu número atômico, utilizou-se o auxílio da tabela periódica para organizá-los, pois variam periodicamente ao longo da tabela periódica.
Dentre as principais propriedades periódicas existentes temos: raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica, eletropositividade e eletronegatividade. Neste texto será abordado a última propriedade mencionada, no caso, a eletronegatividade.
O que é eletronegatividade?
No ano de 1931 Pauling definiu a eletronegatividade de um átomo como a tendência desse átomo atrair para si elétrons em sua direção, quando combinando, formando um composto.
Os elétrons não precisam ser igualmente distribuídos entre dos átomos para formar uma ligação covalente.
Quando os elétrons da ligação ficam mais tempo em torno de um dos átomos, este terá carga parcial negativa, enquanto o outro átomo terá uma carga parcial positiva. Já, no caso, de os elétrons da ligação estarem localizados sobre um dos átomos, teremos uma ligação iônica.
Pauling e outros estudiosos procuraram relacionar diferenças de eletronegatividade entre átomos com o grau de caráter iônica formada por estes.
Átomos pequenos são mais eletronegativos por serem menores atraem com mais força os elétrons do que os átomos grandes.
Átomos com níveis eletrônicos pouco preenchidos apresentam eletronegatividade mais baixa do que átomos com níveis eletrônicos quase preenchidos.
A eletronegatividade é uma propriedade periódica, então varia com o aumento do número atômico (Z), podendo esta aumentar ou diminuir em intervalos regulares na tabela periódica.
Há a possibilidade de maior ou menor atração devido a eletronegatividade influenciar na ligação entre os átomos.
A maior eletronegatividade indica que o átomo atrai mais o par de elétrons para si, e essa diferença de eletronegatividade que indica se a ligação é polar ou apolar.
Em suma, a eletronegatividade é uma propriedade periódica que expressa a tendência que um átomo possui de atrair para si o par de elétrons em uma ligação química.
Imagem 1. Linus Pauling
Como calcular?
Pauling disse que como reações do tipo: A2 + B2 → 2 AB são invariavelmente exotérmicas, a ligação formada entre os átomos A e B deve ser mais forte que as médias das energias de ligações simples, como A – A e B – B. Por causa do caráter iônico parcial a ligação A – B é mais forte do que seria para uma ligação covalente pura. A energia de ligação adicional é chamada de delta (𝛥).
𝛥 = (energia de ligação real) – (energia de uma ligação 100% covalente)
A energia de uma ligação 100% covalente deve ser calculada, já a energia de ligação real pode ser medida. Pauling, propôs que a energia de uma ligação 100% covalente é igual a média geométrica das energias de ligação A – A e B – B. Essas energias de ligação das moléculas A – A e B – B podem ser calculados. Com isso:
𝛥 = (energia da ligação real) – √(EA – A . EB – B)
Sendo E = energia
Ele afirmou que a diferença de eletronegatividade entre dois átomos é de 0,208 (sendo 𝛥 a energia de ligação adicional em Kcal.mol–, no sistema internacional (SI) teremos que 0,1017 √𝛥 em KJ.mol–. Ele calculou os valores de 0,208 √𝛥 para várias ligações e encontrou diferenças de eletronegatividade entre A e B, o mesmo foi feita para calcular esses valores em SI.
Se dois átomos possuírem eletronegatividade parecidas para atrair os elétrons, a ligação entre eles será dominantemente covalente. Mas, se tiver uma grande diferença de eletronegatividade, leva a ligação a ter elevado grau de caráter polar, ou seja, uma ligação dominantemente iônica.
Mediante as informações anteriores, Pauling ao invés de considerar apenas duas formas de ligação: iônica e covalente, ele postulou a ideia de que o grau de caráter iônico de uma ligação varia de acordo com a diferença de eletronegatividade.
Acontece uma ligação com 50% de caráter iônico quando a diferença de eletronegatividade é de 1,7. Portanto, se essa diferença de eletronegatividade for maior que 1,7 terá caráter mais iônico do que covalente e se for menor que 1,7 terá caráter mais covalente do que iônico.
Em 1934 Mulliken, propôs uma interpretação alternativa para eletronegatividade, baseado na energia de ionização e na afinidade eletrônica dos átomos. Vamos primeiro ver esses conceitos:
Energia de ionização ou Potencial de ionização: Energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso, isolado em seu estado fundamental.
Equação genérica: X(g) → X +(g) + elétron(g)
Afinidade eletrônica ou Eletroafinidade: Energia envolvida (liberada ou absorvida) quando um elétron é adicionado a um átomo neutro, gasoso, no estado fundamental.
Equação genérica: X(g) + elétron(g) → X – (g)
Considerando dois átomos A e B, se um elétron for transferido de A para B com formação dos íons A+ e B–, teremos uma variação de energia que será a diferença entre a energia de ionização do átomo A (IA) e a afinidade eletrônica do átomo B (EB), tendo IA – EB, se tivéssemos o caso contrário, o elétron sendo transferido de B para A , a variação de energia seria IB – EA.
Se A+ e B– forem as estruturas efetivamente formadas, esse será o processo que requer menos energia, então: (EIA + AEB) < (EIB + AEB). Por esta razão, Mulliken sugeriu que a eletronegatividade poderia ser a média aritmética entre a energia de ionização e a afinidade eletrônica em um átomo. Então:
Sendo:
EI = Energia de ionização
AE = Afinidade eletrônica
Os valores obtidos por Mulliken foram cerca de 2,8 vezes maiores do que de Pauling, pois usou valores de EI e AE em elétron-volt. Atualmente, os valores de EI e AE são medidos em KJ.mol–, sendo 1 eV = 96,48 KJ.mol–, de forma que os valores estejam perto dos valores aceitos das eletronegatividades de Pauling. Podendo ser realizado o seguinte cálculo:
(EI + AE) / (2 x 2,8 x 96,48) ou (EI + AE) / 540
Esse método é simples e permite a determinação de valores de eletronegatividade distintos para o mesmo elemento com diferentes estados de oxidação.
Em 1958 Allred e Rochow definiram a eletronegatividade como a força de atração entre o núcleo e um elétron que esteja a uma distância igual do raio covalente. Sendo os valores obtidos por eles em concordância com aqueles valores obtidos por Pauling.
Com base nesses estudos, foram obtidos experimentalmente valores de eletronegatividade de Pauling para elementos da tabela periódica (menos os gases nobres) que auxiliam muito no cotidiano.
Tabela de eletronegatividade.
Como mencionado anteriormente, Linus Pauling determinou experimentalmente a eletronegatividade dos elementos pertencentes a tabela periódica. Abaixo, encontra-se uma tabela com esses valores.
Imagem 2. Valores de eletronegatividade de Pauling
Retirado da página 82 do Livro Química inorgânica não tão concisa (J.D.Lee).
De acordo com a imagem acima, podemos verificar que a eletronegatividade varia com o estado de oxidação do elemento.
Essas bolas na imagem informam que, as bolas grandes são os elementos que possuem maiores eletronegatividade e as bolas menores indicam valores menores de eletronegatividade.
Podemos assim afirmar, que o flúor (F) é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica.
Como esta varia ao longo da tabela periódica?
Observando os valores de eletronegatividade na imagem acima, percebe-se que os elementos que pertencem a uma mesma coluna (mesma família) a eletronegatividade tem a tendência de aumentar de baixo para cima, sendo esta ligada ao raio atômico outra propriedade periódica, quando menor o tamanho do átomo menor o número de camadas eletrônicas e maior a eletronegatividade.
Agora observando os elementos do mesmo período (mesma linha) na tabela periódica nota-se que a eletronegatividade cresce da esquerda para direita.
E… como podemos encontrar a diferença de eletronegatividade entre dois átomos? Podemos usar os valores de eletronegatividade de Pauling. Por exemplo:
Molécula de HF: é formada pelos elementos hidrogênio (H) e flúor (F), então pegaremos os valores de cada um deles e subtrairemos. Dessa forma: (F) – (H), então, 4,0 – 2,1 = 1,9. Portanto a diferença de eletronegatividade entre os átomos HF é de 1,9.
Abaixo temos um esquema demonstrando como ocorre o aumento da eletronegatividade:
Imagem 3. Aumento da eletronegatividade na tabela periódica
E aí, o que achou do texto sobre como calcular a eletronegatividade? Curtiu? Então vem estudar com a gente! Conheça o nosso cursinho preparatório para o Enem!
