تعريف السالبية الكهربائية
يعتبر بولنك من أوائل العلماء الذين ساهموا في تطوير الجدول الدوري، كما عمل على وضع أول تعريف للسالبية الكهربائية عام 1932، ووضع طريقة مناسبة لحساب السالبية الكهربائية وتقديرها، حيث يشير هذا المصطلح إلى قوة الذرة في جزء من الجزء عند جذب الإلكترونات نحوها، ويعد السالبية الكهربائية واحدة من الخصائص التي تميز الذرات عندما يتم تجميعها مع بعضها البعض وليست على حدة.
الشحنة السالبة هي طاقة الذرة أو خاصيتها وقدرتها على جذب الإلكترونات. تتفق هذه الخاصية مع ذرة أخرى لتشكيل رابطة كيميائية، وتعد هذه العملية الكيميائية عملية كاملة تتحكم في حجم التفاعل الذي يحدث بين الأيونات والذرات والجزيئات العنصرية. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر حجم الذرة مباشرة على قدرة جذب الإلكترونات. كلما كانت الذرة أكبر، زادت قدرتها على جذب الإلكترونات.
لابد من معرفة السالبية الكهربية عندما يكون الأمر له علاقة بنوع الرابطة التي ستنشأ بعد الجمع بين ذرتين لأن ذلك سيساعد على التنبؤ بها بسهولة، كما أن الروابط التي تحدث بين الذرات التي تتوافق مع الفئة نفسها التي تتساوى في نفس السالبية الكهربائية ستكون أقطاب لذلك كلما زاد الاختلاف في السالبية الكهربائية بين ذرتين كانت الكثافة الإلكترونية في محيط الذرة أكبر.
خاصية السالبية الكهربية
السالبية الكهربية هي طاقة الذرة وقدرتها على جذب الإلكترونات المحيطة، كما تتمثل خاصية السالبية الكهربية في الجدول الدوري، كلما أتجهنا من أعلى إلى أسفل قلت السالبية الكهربية، ويزيد الحجم الذري الخاص بكل عنصر، ونتيجة لذلك يحدث تنافر إلكترونات المستوى الأخير من الطاقة، لأن النواة تفقد قدرتها نحو جذب الإلكترونات.
- تتمركز العناصر الأكثر سلبية كهربائياً في أعلى الجدول الدوري، بينما تكون الأقل سلبية في أسفل الجدول الدوري.
- كلما اتجهنا من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري، زادت السالبية الكهربائية للعناصر وقل حجمها الذري، وبالتالي يتمكن النواة من جذب الإلكترونات ومنع تنافرها، ولذلك فالعناصر الموجودة على اليمين من الجدول الدوري هي الأكثر سالبية، بينما العناصر الموجودة على الجهة اليسرى من الجدول الدوري هي الأقل سالبية.
- تعتبر الفلزات العناصر الأقل سالبية لأنها تتميز بنصف قطر أكبر بالمقارنة بالعناصر التي لا تصنف كفلزات، والتي تتميز بنصف قطر أصغر.
- تعتمد السالبية الكهربائية على حجم الذرة، حيث تكون السالبية الكهربائية أعلى كلما كان حجم الذرة أصغر.
- تمتاز العناصر الموجودة في مجموعة 17 في الجدول الدوري بالسالبية الكهربائية الأعلى، وتشمل الأكسجين والهالوجينات والنيتروجين. بينما تتميز العناصر المصنفة كفلزات قلوية في المجموعة الأولى والثانية بأقل درجة من السالبية الكهربائية في الجدول الدوري.
- يعد الفلور أكثر العناصر سالبية كهربائيًا،بينما يتميز الفرانسيوم والسيزيوم بأقل درجة سالبية كهربائية وفقًا لقانون بولنج لترتيب العناصر في الجدول الدوري حسب درجة الشحنة الكهروسالبية.
- يوجد مجموعة من العناصر في الجدول الدوري لا يمكن تحديد سالبيتها الكهربائية وتسمى بالغازات النبيلة، وذلك لأن الغازات النبيلة عادة لا تكون مركبات، ولكن في بعض الحالات النادرة يتم تكوين مركبات منها، وفي هذه الحالة يكون لها سالبية كهربائية عالية للغاية، وتشابه في ذلك مجموعة الهالوجينات.
ترتيب العناصر في الجدول الدوري وفق السالبية الكهربية
فسر الكيميائي الأمريكي لينوس كارل بولينج، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء، ترتيب العناصر في الجدول الدوري الحديث وفقا لسالبية الكهربية. وبحسب مقياس بولينج، يعد الفلور أكثر العناصر سالبية كهربيا بقيمة سالبية 3.98، بينما يعد الفرانسيوم الأقل سالبية بنسبة 0.7 .
الهالوجينات هي العناصر ذات السالبية الكهربائية الأعلى في الجدول الدوري، وترتيبها يتم وفقا لهذه السالبية، فالفلور هو الأكثر سالبية، ثم الكلور، ثم البروم، ثم اليود.
يوضح الجدول التالي ترتيب العناصر وفقاً لقانون بولينج من حيث السالبة الكهربية، حيث توضح نسب السالبية الكهربية لكل عنصر أسفله، فبالنظر في الجدول يتضح أن الفلور المتواجد أعلى يسار الجدول هو الأعلى من حيث السالبية الكهربية بينما الفرانسيوم أسفل يمين الجدول هو الأقل من حيث السالبية الكهربية.
السالبية الكهربي لعناصر الجدول الدوري
وفقا لقوانين بولينج لحساب السالبية الكهربية، يمكن تحديد القيمة الخاصة بالسالبية وفقا لكل عنصر بترتيب الجدول الدوري، بداية من الهيدروجين إلى عنصر الإتيريوم، ولكن استثناء من هذه القائمة مجموعة الغازات النبيلة أو الخاملة، لأن حساب سالبيتها الكهربية يكون وفقا للذرات التي تتحد معها، وهذا التفاعل يكون نادرا لأنها عناصر لا تتحد مع غيرها، ومن بينها الهيليوم والنيون والأرغون والزينون والرادو.
- السالبية الكهربية للهيدوجين 2.2
- السالبية الكهربية لليثيوم 0.98
- السالبية الكهربية للبيرليوم 1.57
- السالبية الكهربية للبورون 2.04
- السالبية الكهربية للكربون 2.55
- السالبية الكهربية للنيتروجين 1.04
- السالبية الكهربية للأكسجين 3.44
- السالبية الكهربية للفلورين 3.98
- السالبية الكهربية للصوديوم 0.93
- السالبية الكهربية للماغنيسيوم 1.31
- السالبية الكهربية للسيلكون 1.9
- السالبية الكهربية للفسفور 2.19
- السالبية الكهربية للبوتاسيوم 0.82
- السالبية الكهربية للكالسيوم 1
- السالبية الكهربية للكانديوم 1.36
- السالبية الكهربية للتيتانيوم 1.54
- السالبية الكهربية للفانديوم 1.63
- السالبية الكهربية للكروميوم 1.66
- السالبية الكهربية للمانجنيز 1.55
- السالبية الكهربية للإيرون 1.83
- السالبية الكهربية كوبالت 1.88
- السالبية الكهربية للنيكل 1.91
- السالبية الكهربية للنحاس 1.9
- السالبية الكهربية للزنك 1.65
- السالبية الكهربية للجاليوم 1.81
- السالبية الكهربية للجرمانيوم 2.01
- السالبية الكهربية للزرنيخ 2.18
- السالبية الكهربية للسلينوم 2.55
- السالبية الكهربية للبروم 2.96
- السالبية الكهربية لكريبتون 3
- السالبية الكهربية للبيريدوم 0.82
- السالبية الكهربية للسترونشيوم 0.95
- السالبية الكهربية للإتريوم 1.22
- السالبية الكهربية للزركونيوم 1.33
- السالبية الكهربية للنيوبيوم 1.6
- السالبية الكهربية للموليبدنوم 2.16
- السالبية الكهربية للتكنيشيوم 1.9
- السالبية الكهربية للروثينيوم 2.2
- السالبية الكهربية للفضة 1.93
- السالبية الكهربية للكاديوم 1.69
- السالبية الكهربية للإنديوم 1.78
- السالبية الكهربية للقصدير 1.96
- السالبية الكهربية للأنتيمون 2.05
- السالبية الكهربية للتيلوريوم 2.1
- السالبية الكهربية لليود 2.66
- السالبية الكهربية للزينون 2.6
- السالبية الكهربية للسيزيوم 0.79
- السالبية الكهربية للباريوم 0.89
- السالبية الكهربية للانثانوم 1.1
- السالبية الكهربية للسيريوم 1.12
- السالبية الكهربية للبرادسيوديميوم 1.13
- السالبية الكهربية للنيوديميوم 1.14
- السالبية الكهربية للساماريوم 1.17
- السالبية الكهربية لعنصر الكادولينيوم 1.2
- السالبية الكهربية لعنصر الديسبروسيوم 1.22
- السالبية الكهربية لعنصر الهمولميوم 1.23
- السالبية الكهربية لعنصر الإربيوم 1.24
- السالبية الكهربية لعنصر الثوليوم 1.25
طريقة موليكن لحساب السالبية الكهربية
تعتبر طريقة موليكن لحساب السالبية الكهربية هي احدى الطرق القديمة في حساب السالبية الكهربية، حيث تعتمد الفكرة على أن السالبية الكهربية لأي عنصر هي معدل طاقة التأين وطاقة الألفة الإلكترونية للعنصر، وعمد موليكن في طريقته الحسابية على معادلةX = (E i + E ea)/
رغم أن طريقة موليكن لا تزال قيد الدراسة حتى الآن، إلا أنها لم تحظ بقبول من الدارسين وعلماء الكيمياء، لأنها لم تكن فعالة مثل طريقة بولينج. وذلك لأن تصنيف العناصر في الجدول الدوري بالاعتماد على السالبية الكهربائية، وهي الطريقة المتبعة من قبل العلماء ودارسي الكيمياء، يستخدم جدول بولينج لحساب الكهروسالبية لكل عنصر.