Tendencia: electronegatividad

En la escala de Pauling el flúor marca 3.98, el valor más alto de todos los elementos. El cesio marca 0.79.

Cuando dos átomos comparten un par de electrones, el reparto casi nunca es justo. Por lo general un átomo atrae el par un poco más hacia sí, como la persona más fuerte en un juego de jalar la cuerda, que arrastra la cuerda hacia su lado. La electronegatividad es un número que indica con cuánta fuerza atrae un átomo los electrones compartidos. Importa porque decide si un enlace se comparte por igual, de forma desigual o no se comparte en absoluto, que es el tema del curso de enlaces.

La escala de Pauling

El químico estadounidense Linus Pauling propuso la escala en 1932. La calculó a partir de cuánta energía se necesita para romper enlaces entre átomos distintos. Los números no tienen unidad y van de unos 0.7 a poco menos de 4. El flúor es el más alto con 3.98, luego el oxígeno con 3.44, el cloro con 3.16 y el nitrógeno con 3.04. En el extremo bajo, el cesio tiene 0.79 y el francio aparece con 0.7. El carbono queda en el medio con 2.55 y el hidrógeno con 2.20.

El patrón

La electronegatividad aumenta a lo largo de un periodo y disminuye al bajar por un grupo, al revés que la tendencia del radio. No es casualidad. Un átomo pequeño con una carga nuclear efectiva alta puede acercar un par compartido a su núcleo y sujetarlo con fuerza. Un átomo grande tiene su capa externa lejos del núcleo y bien apantallada, así que atrae débilmente. En el modelo las fichas suben desde el lado izquierdo hasta una cima en el flúor y luego bajan un poco en los gases nobles, que no tienen valor de Pauling porque el helio, el neón y el argón no forman enlaces comunes.

Una forma útil de recordarlo: los elementos más electronegativos son los no metales pequeños de arriba a la derecha (F, O, N, Cl), y los menos electronegativos son los metales grandes de abajo a la izquierda. Los metales con baja electronegatividad ceden electrones; los no metales con alta electronegatividad los toman. Cuando un metal del extremo izquierdo se encuentra con un no metal del extremo derecho, la diferencia es tan grande que el electrón simplemente se pasa de un lado al otro.

Una tendencia muy relacionada es la energía de ionización, la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo aislado. PubChem la da en electronvoltios. Aumenta a lo largo de un periodo y disminuye al bajar por un grupo, igual que la electronegatividad: litio 5.392, sodio 5.139, potasio 4.341 y cesio 3.894 al bajar por el grupo 1, y flúor 17.423 y neón 21.565 a la derecha del periodo 2. El helio tiene el valor más alto de todos, 24.587, porque sus dos electrones están en una capa diminuta pegada al núcleo.

Usar la diferencia

Resta una electronegatividad de la otra y obtienes una guía aproximada del enlace. Dos átomos idénticos, como en H₂ o Cl₂, tienen una diferencia de cero y comparten a la perfección. El hidrógeno y el oxígeno del agua se diferencian en 3.44 − 2.20 = 1.24, así que los pares compartidos quedan más cerca del oxígeno y el enlace es polar. El sodio y el cloro se diferencian en 3.16 − 0.93 = 2.23, lo bastante como para que los químicos describan el cloruro de sodio como iónico. No hay un corte tajante. Los libros de texto suelen citar una diferencia de 1.7 a 2, aproximadamente, como la zona donde los enlaces empiezan a contar como iónicos, pero es una escala gradual.