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Cómo calcular la polaridad entre dos elementos mediante electronegatividad

Publicado por Luisa en

La nota de selectividad es un elemento importante en el acceso a la universidad, pero no es el único, y ¡ni siquiera el más importante!

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Definición

La electronegatividad, 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. También debemos considerar la distribución de densidad electrónica alrededor de un átomo determinado frente a otros, tanto en una especie molecular como en un compuesto no molecular.

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Las 3 notas que debes saber calcular

En realidad tu nota de Selectividad es sólo uno de 3 cifras importantes que debes saber calcular:

  1. Tu nota de Selectividad – Es simplemente la nota que sacas en la Fase Obligatoria de la Selectividad. 
  2. Tu Calificación de Acceso a la Universidad (CAU) – Es la ponderación de tu nota de Selectividad con tu nota de Bachillerato
  3. Tu Nota de Admisión – Es la suma de tu Calificación de Acceso con tu nota de la Fase Voluntaria.

Ahora vamos a explciar cada nota en más detalle. Para cada una, veremos cómo se calcula y para qué sire.

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Ejercicio resuelto sobre el cálculo de la distancia entre dos puntos

Vamos a ver ahora una ejemplo sobre cómo calcular la distancia entre dos puntos.

Calcular la distancia entre los siguientes puntos:

Aplicamos directamente la fórmula anterior o lo que es lo mismo, calculando el módulo del vector AB:

ejercicios de distancia

Ahora operamos y obtenemos la distancia entre esos dos puntos, que es de 5 unidades:

ejercicios distancia entre dos puntos

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Variación periódica

Las electronegatividades de los elementos representativos aumentan de izquierda a derecha a lo largo de los periodos y de abajo a arriba dentro de cada grupo. Las variaciones de electronegatividades de los elementos de transición no son tan regulares. En general, las energías de ionización y las electronegatividades son inferiores para los elementos de la zona inferior izquierda de la tabla periódica que para los de la zona superior derecha.

El concepto de la electronegatividad es muy útil para conocer el tipo de enlace que originarán dos átomos en su unión:

El enlace entre átomos de la misma clase y de la misma electronegatividad es apolar. Cuanto mayores sean las diferencias de electronegatividad entre dos átomos tanto mayor será la densidad electrónica del orbital molecular en las proximidades del átomo más electronegativo. Se origina un enlace polar.

Cuando la diferencia de electronegatividades es suficientemente alta, se produce una transferencia completa de electrones, dando lugar a la formación de especies iónicas. Los metales son de baja electronegatividad por lo que tienden a regalar electrones para formar iones positivos, y los no metales son menos electronegativos, por eso forman iones negativos. Al conoce la electronegatividad de los elementos se puede predecir fácilmente el modelo de enlace que formaran (iónico, covalente, coordinado, polar y no polar); cuanto mas fuerte sea el enlace, tanto mayor será la diferencia de electronegatividades.

Ejemplo: el potasio, es un átomo que presenta muy poca afinidad por los electrones. Posee una electronegatividad de tan solo 0.8 mientras que el silicio (Si), cuya afinidad de los electrones es moderada, tiene una electronegatividad de 1.8

Los elementos al combinarse entre si intercambian o seden electrones, de tal manera que alcanzan la configuración electrónica semejante a la de un gas noble, formando de esta manera lo que llamamos enlace químico.

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Escalas de electronegatividad

La electronegatividad no es una propiedad que pueda cuantificarse ni tampoco posee valores absolutos. ¿Por qué? Porque la tendencia de un átomo de atraer densidad electrónica hacia él no es la misma en todos los compuestos. En otras palabras: la electronegatividad varía en función de la molécula.

Si para la molécula de ClO2 se cambiara el átomo de Cl por el de N, entonces la tendencia del O de atraer los electrones también se modificaría; podría incrementarse (hacerse la nube más roja) o disminuir (perder color). La diferencia radicaría en el nuevo enlace N-O formado, para tener así la molécula O-N-O (dióxido de nitrógeno, NO2).

Como la electronegatividad de un átomo no es igual para todos sus entornos moleculares, es necesario definirla en función de otras variables. De esta manera, se tiene unos valores que sirven como referencia y que permitan predecir, por ejemplo, el tipo de enlace que se forma (iónico o covalente).

Escala de Pauling

El gran científico y ganador de dos premios nobel, Linus Pauling, planteó en 1932 una forma cuantitativa (medible) de la electronegativa conocida como la escala de Pauling. En ella, la electronegatividad de dos elementos, A y B, formando enlaces, estaba relacionada con la energía extra asociada al carácter iónico del enlace A-B.

¿Cómo es esto? Teóricamente los enlaces covalentes son los más estables, pues la repartición de sus electrones entre dos átomos es equitativa; es decir, para las moléculas   A-A y B-B ambos átomos comparten de igual modo el par de electrones del enlace. Sin embargo, si A es más electronegativo, entonces dicho par estará más de A que de B.

En ese caso, A-B ya no es completamente covalente, aunque si sus electronegatividades no difieren mucho, puede decirse que su enlace tiene un alto carácter covalente. Cuando esto ocurre, el enlace sufre una pequeña inestabilidad y adquiere energía extra como producto de la diferencia de electronegatividad entre A y B.

Mientras más grande es esta diferencia, mayor será la energía del enlace A-B, y en consecuencia mayor será el carácter iónico de dicho enlace.

Esta escala representa la más utilizada en la química, y los valores de las electronegatividades surgieron de la asignación de un valor de 4 para el átomo de flúor. De allí pudieron calcularse la de los demás elementos.

Escala de Mulliken

Mientras que la escala de Pauling tiene que ver con la energía asociada a los enlaces, la escala de Robert Mulliken se relaciona más a otras dos propiedades periódicas: la energía de ionización (EI) y la afinidad electrónica (AE).

Así, un elemento con valores altos de EI y AE es muy electronegativo, y por tanto, atraerá electrones de su entorno molecular.

¿Por qué? Debido a que EI refleja qué tan difícil es “arrancarle” un electrón externo, y AE qué tan estable es el anión formado en fase gaseosa. Si ambas propiedades tienen magnitudes altas, entonces el elemento es “amante” de los electrones.

Las electronegatividades de Mulliken se calculan con la siguiente fórmula:

ΧM = ½ (EI + AE)

Es decir, χM es igual al valor promedio de EI y AE.

Sin embargo, a diferencia de la escala de Pauling que depende de qué átomos forman enlaces, ésta se relaciona con propiedades del estado de valencia (con sus configuraciones electrónicas más estables).

Ambas escalas generan valores similares de electronegatividad para los elementos y se relacionan aproximadamente con la siguiente reconversión:

ΧP = 1.35(ΧM)1/2 – 1.37

Tanto XM como XP son valores adimensionales; esto es, carecen de unidades.

Escala de A.L. Allred y E.Rochow

Existen otras escalas de la electronegatividad, como la de Sanderson y Allen. Sin embargo, la que sigue a las primeras dos es la escala de Allred y Rochow (χAR). Esta vez se basa en la carga nuclear efectiva que experimenta un electrón en la superficie de los átomos. Por lo tanto, se relaciona directamente con la fuerza atractiva del núcleo y el efecto pantalla.

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Tipos de enlaces

  • En el modelo covalente de enlace los electrones de valencia son compartidos por los dos átomos que se enlazan. El enlace persiste por que los electrones se sitúan entre ambos núcleos y esto evita la repulsión entre ellos.

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Ejercicios resueltos de calcular la distancia entre dos puntos

1 – Calcular la distancia entre los siguientes puntos:

2 – Un barco  está ubicado en el océano en el punto de coordenadas A (-8,10) y el puerto está situado sobre el punto de coordenadas B (6,-5). Calcula la distancia que los separa y el punto medio del segmento que los une.

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Referencias

  1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgánica. (Cuarta edición., pág. 30 y 44). Mc Graw Hill.
  2. Jim Clark. (2000). Electronegativity. Tomado de: chemguide.co.uk
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (11 de diciembre de 2017). Electronegativity Definition and Examples. Tomado de: thoughtco.com
  4. Mark E. Tuckerman. (05 de noviembre de 2011). Electronegativity scale. Tomado de: nyu.edu
  5. Wikipedia. (2018). Electronegatividad. Tomado de: es.wikipedia.org

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