Tendência: eletronegatividade

Na escala de Pauling, o flúor marca 3.98, o maior valor de todos os elementos. O césio marca 0.79.

Quando dois átomos compartilham um par de elétrons, a divisão raramente é justa. Um átomo em geral puxa o par um pouco mais para si, como a pessoa mais forte num cabo de guerra, que arrasta a corda para o seu lado. A eletronegatividade é um número que mede a força com que um átomo puxa os elétrons compartilhados. Ela importa porque decide se uma ligação vai ser compartilhada por igual, de forma desigual ou nem compartilhada, que é o assunto do curso de ligações químicas.

A escala de Pauling

O químico americano Linus Pauling propôs a escala em 1932. Ele a calculou a partir da energia necessária para quebrar ligações entre átomos diferentes. Os números não têm unidade e vão de cerca de 0.7 até pouco menos de 4. O flúor é o maior, com 3.98, depois vêm o oxigênio, com 3.44, o cloro, com 3.16, e o nitrogênio, com 3.04. Na ponta de baixo, o césio tem 0.79 e o frâncio aparece com 0.7. O carbono fica no meio, com 2.55, e o hidrogênio com 2.20.

O padrão

A eletronegatividade aumenta ao atravessar um período e diminui ao descer um grupo, o inverso da tendência do raio. Não é coincidência. Um átomo pequeno com carga nuclear efetiva alta consegue trazer um par compartilhado para perto do núcleo e segurá-lo com força. Um átomo grande tem a camada externa longe do núcleo e bem blindada, então puxa com pouca força. No modelo, as peças sobem do lado esquerdo até um pico no flúor e depois caem um pouco nos gases nobres, que não têm valor de Pauling porque hélio, neônio e argônio não formam ligações comuns.

Um jeito útil de lembrar: os elementos mais eletronegativos são os não metais pequenos do canto de cima à direita (F, O, N, Cl), e os menos eletronegativos são os metais grandes do canto de baixo à esquerda. Metais de eletronegatividade baixa cedem elétrons; não metais de eletronegatividade alta os tomam. Quando um metal do extremo esquerdo encontra um não metal do extremo direito, a diferença é tão grande que o elétron simplesmente passa de um para o outro.

Uma tendência muito próxima é a energia de ionização, a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo isolado. O PubChem a lista em elétrons-volt. Ela aumenta ao atravessar um período e diminui ao descer um grupo, igual à eletronegatividade: lítio 5.392, sódio 5.139, potássio 4.341 e césio 3.894 descendo o grupo 1, e flúor 17.423 e neônio 21.565 à direita do período 2. O hélio tem o maior valor de todos, 24.587, porque os seus dois elétrons ficam numa camada minúscula colada ao núcleo.

Como usar a diferença

Subtraia uma eletronegatividade da outra e você tem uma indicação aproximada da ligação. Dois átomos iguais, como no H₂ ou no Cl₂, têm diferença zero e compartilham perfeitamente. Hidrogênio e oxigênio na água diferem em 3.44 − 2.20 = 1.24, então os pares compartilhados ficam mais perto do oxigênio e a ligação é polar. Sódio e cloro diferem em 3.16 − 0.93 = 2.23, o bastante para os químicos descreverem o cloreto de sódio como iônico. Não há um corte nítido. Os livros muitas vezes citam uma diferença de cerca de 1.7 a 2 como a zona em que as ligações começam a contar como iônicas, mas é uma escala contínua.