周期性：電気陰性度

ポーリングの尺度では、フッ素は3.98で、すべての元素の中で最も大きな値です。セシウムは0.79です。

二つの原子が電子対を共有するとき、公平に分け合うことはめったにありません。ふつうは一方の原子が電子対を少し自分の側に引き寄せます。綱引きで強いほうが綱を自分の側へ引っぱるようなものです。電気陰性度は、原子が共有電子をどれだけ強く引きつけるかを表す数です。結合が均等に共有されるか、かたよって共有されるか、まったく共有されないかを決めるので重要で、それは化学結合のコースで扱います。

ポーリングの尺度

アメリカの化学者ライナス・ポーリングは、1932年にこの尺度を提案しました。異なる原子の間の結合を切るのに必要なエネルギーから導いたのです。数には単位がなく、約0.7から4の少し下までの範囲です。最も大きいのはフッ素の3.98で、酸素3.44、塩素3.16、窒素3.04と続きます。小さいほうでは、セシウムが0.79、フランシウムは0.7とされています。炭素は中ほどの2.55、水素は2.20です。

規則性

電気陰性度は周期を進むと大きくなり、族を下ると小さくなります。原子半径の周期性の逆です。これは偶然ではありません。有効核電荷の大きい小さな原子は、共有電子対を原子核の近くに引き寄せて強く保てます。大きな原子は最外殻が原子核から遠く、よくさえぎられているので、引く力が弱いのです。モデルでは、マスは左側から高くなってフッ素で頂上に達し、貴ガスで少し下がります。ヘリウム、ネオン、アルゴンはふつうの結合をつくらないので、貴ガスにはポーリングの値がないのです。

覚え方：電気陰性度が最も大きいのは右上の小さな非金属（F、O、N、Cl）、最も小さいのは左下の大きな金属です。電気陰性度の小さい金属は電子を渡し、電気陰性度の大きい非金属は電子を受けとります。左端の金属と右端の非金属が出会うと、差がとても大きいので、電子がそのまま移ってしまいます。

よく似た周期性に、イオン化エネルギーがあります。一個だけの原子から電子を一つ引きはなすのに必要なエネルギーです。PubChemは電子ボルトで示しています。電気陰性度と同じように、周期を進むと大きくなり、族を下ると小さくなります。1族を下ると、リチウム5.392、ナトリウム5.139、カリウム4.341、セシウム3.894で、第2周期の右ではフッ素17.423、ネオン21.565です。ヘリウムがすべての中で最も大きい24.587です。二つの電子が原子核のすぐ隣の小さな殻にあるからです。

差を使う

一方の電気陰性度からもう一方をひくと、結合の大まかな目安になります。H₂ や Cl₂ のような同じ原子どうしは差がゼロで、完全に均等に共有します。水の中の水素と酸素は 3.44 − 2.20 = 1.24 の差があるので、共有電子対は酸素の近くにあり、結合は極性をもちます。ナトリウムと塩素は 3.16 − 0.93 = 2.23 の差があり、化学者が塩化ナトリウムをイオン結合と言うほど大きな差です。はっきりした境目はありません。教科書では、差が約1.7〜2のあたりから結合がイオン結合とみなされ始めるとよく書かれていますが、連続的な目盛りです。