Electronegatividad

Electronegatividad y electropositividad

El concepto opuesto y valor complementario de la electronegatividad es la electropositividad, definida como la capacidad de un átomo para ceder el par de electrones que se comparten en un enlace. Dependiendo de dos de sus propiedades: el número atómico (Z) (o carga nuclear) y el radio atómico, los elementos tienden a ser electronegativos o electropositivos. Revisemos cada uno de estos conceptos.

¿Qué es la electronegatividad?

La electronegatividad es una de las propiedades periódicas principales.

En la tabla periódica, los elementos más electronegativos se ubican en la parte superior derecha.

• El flúor (F), el oxígeno (O) y el cloro (Cl) son los elementos que alcanzan los valores más altos de electronegatividad: 3,98, 3,44 y 3.26, respectivamente.

¿Qué es la electropositividad?

El concepto opuesto a la electronegatividad es la electropositividad. Todo elemento que no es electronegativo es electropositivo, lo que significa que sus átomos bien tienden a atraer electrones, o bien tienden a cederlos.

Como es de esperarse, los patrones de electropositividad en la tabla periódica son inversos a los de la electronegatividad, por lo que los elementos más electropositivos se sitúan en la parte inferior izquierda de la tabla periódica; específicamente en los grupos IA y IIA.

• Allí encontramos al cesio (Cs), el francio (Fr) y el rubidio (Rb) con los valores más bajos de electronegatividad: 0,79, 0,79 y 0,82, respectivamente.

Pero ¿De dónde salen estos valores? Continúa leyendo y lo verás.

¿Qué factores afectan a la electronegatividad?

Veamos algunos factores que afectan a la electronegatividad.

Radio atómico

Cuanto más corta sea la distancia entre los electrones externos negativos y el núcleo positivo, más fuerte será la atracción entre ellos. Esto significa que si los electrones están más alejados del núcleo, la atracción será más débil. Por lo tanto: si disminuye el radio atómico, la electronegatividad aumenta.

Carga nuclear

Los electrones con carga negativa y los protones con carga positiva se atraen entre sí. Por ello, si se aumenta el número de protones, también aumenta la atracción del núcleo hacia los electrones de la capa más externa.

Apantallamiento

Si se aumenta el número de capas y subcapas internas de un átomo, la electronegatividad disminuye. Esto se debe a que los electrones de las capas internas protegen a los electrones externos de la atracción del núcleo. Esto hace que la atracción entre los electrones externos y el núcleo disminuya. Por lo tanto, la adición de subcapas y capas interiores extra hace que los electrones exteriores se sientan menos atraídos por el núcleo, por menor carga efectiva nuclear (Z_eff)

Electronegatividad en la tabla periódica

Los halógenos son los elementos más electronegativos de la tabla periódica; el flúor (F) es el elemento más electronegativo de todos, con un valor de 4,0. Los elementos menos electronegativos son el cesio (Cs) y el francio (Fr) con valor aproximado de 0,7.

Veamos algunas tendencias básicas de la electronegatividad, que generalmente se mantienen en la tabla periódica.

Electronegatividad hacia abajo en un grupo

La electronegatividad disminuye al bajar de grupo en la tabla periódica.

• La carga nuclear aumenta, a medida que se añaden protones al núcleo. Sin embargo, el efecto de apantallamiento también aumenta, ya que hay una capa de electrones adicional en cada elemento que desciende de grupo.
• El radio atómico aumenta, a medida que se desciende en el grupo, puesto que se añaden más capas de electrones, lo que hace que el átomo sea más grande. Este aumento de la distancia entre el núcleo y los electrones más externos, causa una fuerza de atracción más débil entre ellos.

Electronegatividad a lo largo de un periodo

A medida que se avanza en un periodo de la tabla periódica, la electronegatividad aumenta.

• La carga nuclear aumenta, porque el número de protones en el núcleo aumenta. Sin embargo, el apantallamiento se mantiene constante, ya que no se añaden nuevas capas a los átomos, y los electrones se añaden siempre a la misma capa.
• Como resultado de esto, el radio atómico disminuye; porque la capa más externa se acerca al núcleo, por lo que la distancia entre el núcleo y los electrones más externos disminuye. El resultado es una mayor atracción para el par de electrones de enlace.

Tabla periódica de la electronegatividad

Para terminar con esta parte del tema, veremos una tabla periódica que te será muy útil para entender las variaciones en la electronegatividad a lo largo de la tabla periódica. También puedes utilizarla para realizar los ejercicios que te pidan. La tabla es la siguiente:

Figura 3: Observa esta tabla periódica en la que se indican las electronegatividades de los elementos.

Diferencia de electronegatividad de los elementos

La diferencia de electronegatividad entre dos elementos de una molécula define el tipo de enlace que estos establecerán. Los valores mínimos y máximos que determinan el tipo de enlace están estandarizados por la escala de Pauling.

Escala de Pauling

Normalmente:

• Si la diferencia de electronegatividad es superior a 2,0, es probable que el enlace sea iónico.
• Si la diferencia es inferior a 0,5, el enlace será un enlace covalente apolar.
• Si la diferencia de electronegatividad está entre 0,5 y 1,9, el enlace será un enlace covalente polar.

Enlaces covalentes

Enlace apolar

Las moléculas formadas por un solo elemento, como los gases diatómicos H₂, Cl₂ y O_2., contienen enlaces que son puramente covalentes. En estas moléculas, la diferencia de electronegatividad es nula, ya que ambos átomos tienen el mismo valor de electronegatividad y, por tanto, el reparto de la densidad electrónica es igual entre los dos átomos. Esto significa que la atracción hacia el par de electrones de enlace es igual, lo que da lugar a un enlace covalente apolar.

Enlace polar

Sin embargo, cuando átomos con diferentes electronegatividades forman una molécula, el reparto de la densidad electrónica no se distribuye por igual entre los átomos. Esto da lugar a la formación de un enlace covalente polar. En este caso, el átomo más electronegativo (el de mayor valor en la escala de Pauling) atrae hacia sí el par de electrones del enlace. Debido a esto, aparecen cargas parciales en la molécula, ya que el átomo más electronegativo gana una carga parcial negativa, mientras que el átomo menos electronegativo gana una carga parcial positiva.

La electronegatividad y los enlaces iónicos

Un enlace iónico se forma cuando un átomo transfiere completamente sus electrones a otro átomo. Esto ocurre cuando hay una diferencia suficientemente grande entre los valores de electronegatividad de los dos átomos de una molécula: el átomo menos electronegativo transfiere su(s) electrón(es) al átomo más electronegativo. El átomo que pierde su(s) electrón(es) se convierte en un catión, que es una especie con carga positiva; mientras que el átomo que gana el(los) electrón(es) se convierte en un anión, que es una especie con carga negativa.

¿Cómo calcular la electronegatividad?

Para calcular la polaridad del enlace de una molécula, hay que restar el valor de electronegatividad menor del mayor.

Veamos algunos ejemplos:

Electronegatividad y polarización

Como se ha mencionado previamente:

• Si los dos átomos tienen electronegatividades similares, entonces los electrones se sitúan en medio de los dos núcleos y el enlace será no polar.
• En cambio, si dos átomos tienen diferentes electronegatividades, los electrones de enlace son atraídos hacia el átomo que es más electronegativo, formando un enlace polar.

Debido a la distribución asimétrica de los electrones, se asigna una carga parcial a cada átomo y, como resultado, la molécula presenta un dipolo.

Se dice que un enlace es más polar si la diferencia de electronegatividad es mayor y, por tanto, se da un mayor desplazamiento de la densidad electrónica; esto genera un dipolo.

Ya hemos terminado. ¡Esperamos que ahora seas un experto en electronegatividad!