Độ âm điện là gì? Bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện đầy đủ nhất 2023

Độ âm điện là gì? Bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện đầy đủ như thế nào? Bỏ túi những kiến thức bổ ích để phục vụ công tác học tập ngay với những thông tin được Admin chia sẻ dưới đây nhé!

Độ âm điện là gì?

Độ âm điện (Electronegativity) là khả năng của một nguyên tố hút các electron chung quanh nó trong một liên kết hóa học. Nó được xác định bởi vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn và mức độ sự khác biệt về khả năng hút electron giữa các nguyên tố trong một phân tử. 

Các nguyên tố có độ âm điện cao hơn có khả năng hút electron mạnh hơn và thường có xu hướng thu hẹp kích thước liên kết hóa học và tạo ra một điện tích âm. Trong khi đó, các nguyên tố có độ âm điện thấp hơn có khả năng hút electron yếu hơn và thường tạo ra một điện tích dương. Độ âm điện là một đại lượng quan trọng để hiểu các tính chất hóa học của các phân tử và liên kết hóa học giữa các nguyên tố.

Kết lại là:

• Nguyên tử có độ âm điện càng nhỏ thì tính kim loại của nguyên tố đó càng mạnh.
• Ngược lại, nguyên tử có độ âm điện càng lớn thì tính phi kim của nguyên tố càng mạnh.

Độ âm điện là gì?

Có nhiều thang đo độ âm điện, nhưng thang đo hiện đang sử dụng phổ biến và rộng rãi toàn thế giới là thang Pauling được thiết lập vào năm 1932. Bắt đầu từ quy ước độ âm điện của Fluorine là nhỏ nhất vì Fluorine là kim loại mạnh nhất sau đó xác định các nguyên tố kế tiếp.

Sự biến đổi của giá trị độ âm điện

Trong bảng tuần hoàn hóa học về độ âm điện, các nguyên tố biến đổi theo một quy xác định. Các quy luật đó chính là:

• Biến đổi giá trị độ âm điện theo một chu kỳ: Trong bảng tuần hoàn hóa học, từ trái sang phải theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần thì độ âm điện của các nguyên tử sẽ tăng dần. Hiểu đơn giản là các nguyên tố ở phía bên trái của bảng tuần hoàn có độ âm điện thấp, trong khi các nguyên tố ở phía bên phải có độ âm điện cao hơn.
• Biến đổi giá trị độ âm điện trong cùng một nhóm A: Trong bảng tuần hoàn hóa học, chiều từ trên xuống dưới là chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Từ đó độ âm điện của các nguyên tố cũng sẽ giảm dần. 

Ngoài 2 quy tắc về sự biến đổi của giá trị độ âm điện các nguyên tử trong bảng tuần hoàn thì nó còn bị biến đổi bởi: Độ âm điện của một nguyên tố cũng có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường hóa học của phân tử. Ví dụ, khi một nguyên tử có bán kính lớn hơn được thay thế bởi một nguyên tử nhỏ hơn trong một phân tử, độ âm điện của phân tử sẽ tăng lên. Tương tự, khi một nguyên tử bị liên kết với các nguyên tử khác có độ âm điện cao hơn, độ âm điện của nguyên tử đó sẽ giảm xuống. Bên cạnh đó, tác động của cấu trúc phân tử và các hiệu ứng tác động đến điện tử (như hiệu ứng cộng hưởng, hiệu ứng siêu liên hợp) cũng có thể ảnh hưởng đến giá trị độ âm điện của một nguyên tố.

Kiến thức về hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

Hiệu độ âm điện là số hiệu giá trị độ âm điện của nguyên tử giữa 2 nguyên tố hóa học với nhau. Thông qua hiệu độ âm điện, các em có thể dự đoán về kiểu liên kết hóa học của một phân tử nào đó.

Kiến thức về hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

Cách tính hiệu độ âm điện vô cùng đơn giản, các em chỉ cần lấy giá trị lớn hơn của nguyên tử nguyên tố thứ nhất, trừ đi giá trị nhỏ hơn của nguyên tử nguyên tố thứ 2. Các em sẽ nhận được kết quả chính là hiệu độ âm điện.

Để các em hiểu rõ hơn về cách tính hiệu độ âm điện, Admin sẽ đi vào một ví dụ đơn giản sau: Trong phân tử nước (H₂O), hiệu độ âm điện giữa nguyên tử oxygen (O) và nguyên tử hydrogen (H) là:

Độ âm điện của O là 3,44

Độ âm điện của H là 2,20

Hiệu độ âm điện H₂O = 3,44 - 2,20 = 1,24

Vì hiệu độ âm điện giữa O và H trong phân tử nước là dương, điều này cho thấy oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn hơn so với hidro trong liên kết hóa học và tạo ra một điện tích âm trên oxy và một điện tích dương trên hydrogen. Hiểu rõ về hiệu độ âm điện giữa các nguyên tử trong phân tử là rất quan trọng để hiểu và dự đoán tính chất hóa học và vật lý của phân tử đó.

Liên kết cộng hóa trị không cực trong phân tử

Liên kết phân tử được gọi là liên kết cộng hóa trị không cực khi hiệu độ âm điện của nguyên tử tham gia liên kết hóa học ở trong khoảng từ 0 đến dưới 0.4. Khi đó, độ phân cực của liên kết dưới 0.4 nhỏ đến mức không xác định được trong thực tế.

Liên kết cộng hóa trị không cực trong phân tử

Liên kết cộng hóa trị có cực trong phân tử

Liên kết trong phân tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực được tạo nên khi các nguyên tử có hiệu độ âm điện với giá trị từ 0.4 đến dưới  1.7. Khi giá trị này càng lớn thì độ phân cực trong phân tử càng cao.

Liên kết ion trong phân tử

Liên kết trong phân tử được gọi là liên kết ion khi các nguyên tử có hiệu độ âm điện với giá trị bằng hoặc lớn hơn 1.7. Với hiệu độ âm điện có giá trị càng lớn thì khả năng hút electron càng mạnh để có thể hút e của các nguyên tử còn lại và hình thành nên các ion âm. Khi đó, các nguyên tử mất electron sẽ trở thành nguyên tử mang ion dương.

Bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện các nguyên tố

Để giúp các em dễ nhớ hơn về bảng độ âm điện, các em có thể tham khảo bảng độ âm điện các nguyên tố theo thang đo Pauling chi tiết như sau:

Bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện của các nguyên tố hóa học đầy đủ

Nhớ được độ âm điện của các nguyên tố hóa học cơ bản nhất sẽ giúp các em giải quyết các bài tập hóa học dễ dàng. Các em cần ghi nhớ bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện đầy đủ các nguyên tố hóa học dưới đây:

Bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện của các nguyên tố hóa học đầy đủ

Bảng độ âm điện của các kim loại kiềm

Các kim loại kiềm có giá trị độ âm điện như sau:

Bảng độ âm điện của các kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ có giá trị độ âm điện chi tiết như sau:

Bảng độ âm điện của các nguyên tố Halogen

Giá trị độ âm điện của các nguyên tố Halogen từ cao đến thấp chi tiết như sau:

Bảng độ âm điện của các nguyên tố khí hiếm

Giá trị độ âm điện của các nguyên tố khí hiếm trong bảng tuần hoàn hóa học như sau:

Tham khảo thêm: Bảng tuần hoàn hóa học tính tan lớp 9 + Mẹo học thuộc bảng tính tan

Một số thông tin bổ ích về các thang đo độ âm điện

Như Admin có đề cập, hiện nay có rất nhiều các thang đo độ âm điện khác nhau. Admin sẽ chia sẻ chi tiết về các thang đo hiện nay được sử dụng như sau:

Một số thông tin bổ ích về các thang đo độ âm điện

Thang đo độ âm điện phổ biến nhất Pauling

Linus Pauling là nhà khoa học đầu tiên đề xuất phương pháp đo độ âm điện bằng cách so sánh năng lượng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử với năng lượng liên kết lý thuyết. Ông đã đặt giá trị 4,0 cho độ âm điện của Fluorine và thiết lập phạm vi giá trị từ 0,7 đến 4,0 cho các nguyên tố. 

Các nguyên tố có độ chênh lệch độ âm điện nhỏ hơn 0,4 tạo ra liên kết cộng hóa trị không cực, trong khi độ chênh lệch độ âm điện từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7 tạo ra liên kết cộng hóa trị có cực. Nếu độ chênh lệch độ âm điện lớn hơn hoặc bằng 1,7, nguyên tử sẽ trở thành ion và tạo thành liên kết ion. Hiệu độ âm điện được sử dụng để mô tả sự phân cực của phân tử.

Thang đo độ âm điện Mulliken

Mulliken định nghĩa độ âm điện của một nguyên tố là giá trị trung bình của năng lượng ion hóa và ái lực electron. Năng lượng ion hoá là năng lượng tối thiểu cần để tách một electron ra khỏi nguyên tử, nguyên tử càng dễ nhường electron thì giá trị này càng nhỏ. Ái lực với electron là năng lượng giải phóng hoặc hấp thụ khi một nguyên tử trung hòa nhận thêm một electron, nguyên tử có khả năng thu electron càng mạnh thì giá trị này càng lớn.

Thang đo độ âm điện Allred – Rochow 

Louis Allred và Eugene G. Rochow định nghĩa độ âm điện là đại lượng liên quan đến mật độ điện tích trên "bề mặt" nguyên tử. Nếu mật độ điện tích trên một đơn vị diện tích bề mặt nguyên tử càng lớn, thì khả năng hút electron của nguyên tử đó càng cao. Trong mô hình này, điện tích hiệu dụng của hạt nhân được tính toán bằng cách áp dụng quy tắc Slater.

Thang đo độ âm điện Sanderson

Năm 1951, Sanderson đề xuất khái niệm độ âm điện cân bằng, theo đó giá trị độ âm điện Mulliken của hai nguyên tử khi liên kết sẽ cân bằng nhau. Ông đã tạo ra một thang đo độ âm điện riêng, tuân theo giá trị 4,0 của Fluorine trong thang Pauling, và sử dụng nguyên tắc này để tính toán các liên kết cộng hóa trị có tính chất phân cực, cũng như tính toán điện tích một phần trong một số hợp chất vô cơ phân cực. Thang độ âm điện của ông đã được sử dụng để tạo ra các thông tin tham chiếu, chẳng hạn như hình học phân tử, năng lượng s-electron và hằng số spin-spin NMR cho các hợp chất hữu cơ.

Thang đo độ âm điện Allen

Thang đo độ âm điện của Leland C. Allen định nghĩa độ âm điện là năng lượng trung bình của một electron ở lớp vỏ hóa trị trong nguyên tử tự do ở trạng thái cơ bản. Các giá trị độ âm điện Allen có thể được tính toán từ dữ liệu quang phổ, và tương quan tốt với độ âm điện theo thang đo Pauling và Allred-Rochow.

Tạm kết

Trên đây là toàn bộ những thông tin về độ âm điện và bảng tuần hoàn hóa học độ âm điện. Hy vọng với những kiến thức được Admin chia sẻ trong bài viết trên sẽ hữu ích và giúp các em học hóa tốt hơn. Hãy tận dụng kiến thức lý thuật vào bài tập để giải chúng một cách hiệu quả. Ngoài ra, các em còn có thể tận dụng thêm tính năng bảng tuần hoàn hóa học Online và cẩm nang học tập trên FQA để hỗ trợ việc học hóa và cải thiện hơn kết quả học tập nhé!