電気陰性度

電気陰性度

電気陰性度（でんきいんせいど、英: electronegativity）は、原子が他の原子から電子をどれだけ引き寄せるかを示す相対的な尺度です。この指標は、ギリシャ文字のχ（カイ）で表されます。原子同士が化学結合を形成するとき、その結合の強さや電子の分布は、原子が孤立していた場合とは異なります。この変化は、周囲の原子が持つ特性によって引き起こされます。特に、異なる種類の原子が結合する場合、電子を引きつける強さが異なるため、電気陰性度の概念が重要となります。

一般的に、周期表の左下に位置する元素は電気陰性度が低く、逆に右上の元素ほど高い傾向にあります。これは、原子核の正電荷による電子の引きつけが、周期表の配置により変化するためです。

各種電気陰性度尺度

ポーリングの電気陰性度

ポーリングによって1932年に提案されたこの尺度では、原子Aと原子Bの結合エネルギーEを基に、結合エネルギーの実測値E(A-B)と理想的な共有結合における結合エネルギーとの差を定義します。この差はΔE(A-B)と表され、次のように計算されます。

$$
ΔE(A-B) = E(A-B) - rac{1}{2}[E(A-A) + E(B-B)]
$$

このΔE(A-B)を基に各原子の電気陰性度を定義することができます。ポーリングの尺度では、原子の電気陰性度がどれだけ異なるかに基づいて、それぞれの値を決定します。

マリケンの電気陰性度

マリケンによる1934年のこの尺度は、原子Aのイオン化エネルギーIAと電子親和力EAを用います。

$$
χ_M^A = rac{1}{2}(I_A + E_A)
$$

この式により原子Aの電気陰性度が算出され、原子Bに対しても同様の方法で求められます。ポーリングの電気陰性度とマリケンの電気陰性度は、数値の比較において類似した傾向を示しますが、マリケンの尺度は環境によって変動する可能性があります。

オールレッド・ロコウの電気陰性度

オールレッド・ロコウによって提案されたこの尺度では、原子内の価電子に作用する有効核電荷Zeffと共有結合半径rを利用します。

$$
χ_{AR} = 0.744 + rac{0.359Z_{eff}}{r^2}
$$

この定義は、電気陰性度が原子表面での電場の強さに依存するという考え方に基づきます。原子の性質を考慮しつつ、ポーリングの電気陰性度と重なるような調整がされています。

結論

これらの電気陰性度の尺度は、化学結合の性質と分子の性質を理解する上で非常に重要です。各尺度が提供する電気陰性度の値を利用することで、化学反応の予測や物質の性質の理解が深まります。特に、ポーリングとマリケンの電気陰性度は、化学における多くの実験や計算において基本的な役割を果たしています。

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