¿Qué es la electronegatividad y cómo funciona?

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La electronegatividad es una propiedad característica de los elementos químicos que mide su capacidad para atraer hacia sí la densidad electrónica de átomos vecinos con los que se encuentran enlazados químicamente. En otras palabras, la electronegatividad es una medida de qué tanto atraen a los electrones los átomos que forman parte de una molécula u otra especie poliatómica.

La electronegatividad de un átomo es una propiedad relativa, ya que solo tiene significado real al compararla con la electronegatividad de otro átomo. Además, la electronegatividad de un átomo no se puede medir directamente a menos que se encuentre enlazado químicamente a otro átomo cuya electronegatividad se conozca con anterioridad o se haya establecido por definición.

Interpretación de la electronegatividad

De lo anterior se entiende que la información que nos proporciona la electronegatividad trata de si un átomo particular es más, menos o igualmente electronegativo que otro átomo. El valor de la electronegatividad por sí solo carece de importancia a menos que se compare con la electronegatividad de otro elemento. A su vez, esta comparación nos permite predecir qué tan equitativamente se compartirán los electrones al formarse un enlace entre dichos átomos.

En este sentido, al comparar las electronegatividades de dos átomos enlazados, el átomo que sea más electronegativo atraerá con más fuerza a los electrones, por lo que estará rodeado de una mayor densidad electrónica. Cuando esto sucede, dicho átomo adquiere una carga negativa parcial o entera, dependiendo de qué tan grande sea la diferencia entre las dos electronegatividades.

Por otro lado, cuando dos átomos poseen la misma electronegatividad, independientemente de que ambas electronegatividades sean altas o bajas, ninguno de los dos átomos atrae con mayor fuerza a los electrones enlazantes por lo que estos se comparten de manera equitativa. Consecuentemente, ninguno de los dos átomos desarrolla una carga eléctrica parcial, ni mucho menos entera.

Escalas de electronegatividad

Se han desarrollado distintas escalas para medir la electronegatividad. A pesar de que el principio detrás de cada escala es diferente y de que el valor de la electronegatividad de cada elemento varía según la escala, todas miden la misma tendencia o capacidad para atraer electrones. En otras palabras, sea cual sea la escala particular, al comparar la electronegatividad de un átomo con la de otro, el que tenga un valor mayor es el que atrae con mayor fuerza a los electrones.

Aclarado esto, a continuación, se describen las tres escalas más comunes para medir la electronegatividad.

Escala de electronegatividades de Pauling

La electronegatividad de Pauling es, sin lugar a dudas, la escala más difundida y utilizada, en especial en los cursos de química básica o de química general. En esta escala se le asigna un valor arbitrario de 4.0 a la electronegatividad del elemento más electronegativo de la tabla periódica, el flúor, y los demás valores se establecen en función de dicho valor referencial.

La medición experimental de la electronegatividad se lleva a cabo a través del análisis de la energía del enlace que se forma entre los dos átomos.

En la escala de Pauling, el átomo menos electronegativo (o más electropositivo) es el cesio, con una electronegatividad de 0,7.

Escala de Allred y Rochow

Esta escala se determina directamente a partir de la configuración electrónica de los átomos y de la fuerza con la que el núcleo atrae a los electrones enlazantes. Esto se hace calculando la carga nuclear efectiva que sienten estos electrones como consecuencia del efecto de apantallamiento de los electrones más internos.

En términos generales, mientras mayor es el grado de apantallamiento de los electrones internos, menor es la fuerza con la que el núcleo efectivamente atrae a los electrones enlazantes y, por lo tanto, menor es su electronegatividad. En cambio, si un átomo posee menos capas de electrones internos apantallantes, entonces la carga nuclear efectiva será mayor y también lo será la electronegatividad.

Escala de Mulliken

La escala de Mulliken persigue lo mismo que la de Allred y Rochow, es decir, determinar la electronegatividad de un elemento en función de sus propiedades atómicas. En el caso de la escala de Mulliken, la electronegatividad se calcula en función de dos propiedades que tienen mucho que ver con qué tan amante de los electrones es un átomo: la energía de ionización y la afinidad electrónica.

La energía de ionización (EI) corresponde a la energía requerida para arrancarle a un átomo o un ion un electrón de la capa de valencia. Por lo tanto, es una medida de qué tan fuertemente están unidos los electrones al núcleo del átomo.

Por otro lado, la afinidad electrónica (AE) se refiere a la cantidad de energía liberada cuando un átomo neutro en estado gaseoso capta un electrón para convertirse en un anión, también en estado gaseoso. Así, la afinidad electrónica mide la estabilidad de la especie negativa, por lo que indica a su vez mide qué tan fácilmente un átomo puede captar un electrón.

Al emplear la EI y la AE para determinar la electronegatividad, Mulliken se asegura de que este valor represente la tendencia a atraer electrones o la poca disposición a liberarlos.

La electronegatividad como propiedad periódica

La electronegatividad es una propiedad periódica, lo que quiere decir que varía de manera predecible a lo largo de la tabla periódica de los elementos. Esto sucede porque la carga nuclear efectiva también una propiedad periódica. Como se explicó anteriormente, mientras mayor sea la carga nuclear efectiva, mayor es la electronegatividad de un átomo, ya que el núcleo puede atraer con mayor fuerza a los electrones de valencia y a los enlazantes.

Al movernos a lo largo de un período de la tabla periódica (una de las filas), la carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha. Esto se debe a que estamos colocando electrones en la misma capa de energía al pasar de un elemento al siguiente. Los electrones de la misma capa no apantallan al núcleo, por lo que el grado de apantallamiento a lo largo de un período es prácticamente constante. Sin embargo, al ir de izquierda a derecha, estamos aumentando la carga nuclear. Como esta carga nuclear mayor no se ve apantallada por los electrones nuevos, entonces la carga nuclear efectiva aumenta, aumentando también la electronegatividad.

Por otro lado, al movernos a lo largo de un grupo (es decir, de arriba abajo a lo largo de la misma columna o grupo), estamos cambiando el nivel de energía en el que se introducen los electrones de valencia. Por lo tanto, al descender en el grupo aumenta fuertemente el apantallamiento de los electrones más internos y por lo tanto disminuye la carga nuclear efectiva. Como consecuencia, disminuye la electronegatividad.

En resumen, la electronegatividad en la tabla periódica aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Esto hace del flúor el elemento natural más electronegativo y del cesio el menos electronegativo (el francio no se incluye por ser un elemento sintético).

Importancia de la electronegatividad

Conocer la electronegatividad de todos los átomos que conforman a un compuesto químico proporciona información de gran importancia. Esta información permite predecir múltiples propiedades tanto físicas como químicas. Además, la diferencia entre las electronegatividades de dos átomos permite predecir el tipo de enlace químico que se forma ellos.

Permite predecir el tipo de enlace químico que se forma entre dos átomos

En función de la diferencia de las electronegatividades de dos átomos que estén enlazados, se puede determinar qué tipo de enlace se debería formar. En la siguiente tabla se resumen los criterios que definen qué tipo de enlace se forma.

Diferencia de electronegatividadTipo de enlace
0Enlace covalente puro.
Entre 0 y 0,4Enlace covalente no polar
Entre 0,4 y 1,7Enlace covalente polar
>1,7Enlace iónico

Permite establecer el grado de polaridad de los enlaces químicos

Como se puede observar en la tabla anterior, la diferencia de electronegatividad permite saber si un enlace químico será polar o no. Cuando la diferencia es modesta (cuando está entre 0,4 y 1,7), el enlace que se forma es un enlace covalente polar en el que la densidad electrónica (y por lo tanto la carga parcial negativa) se concentra alrededor del elemento más electronegativo.

Mientras tanto, el otro átomo adquiere una carga parcial positiva, convirtiendo al enlace en un dipolo eléctrico caracterizado por su momento dipolar.

Permite predecir la polaridad de las moléculas

En conjunto con la geometría molecular, conocer la polaridad de cada enlace nos permite determinar si una molécula, como un todo, será polar o no. Esto se debe a que la polaridad de una molécula está determinada por la sumatoria de los momentos dipolares de cada enlace. Estos momentos dipolares se conocen gracias al conocimiento de la electronegatividad de cada átomo que forma la molécula.

Referencias

¿Cuál es la importancia de la electronegatividad para la formación de enlaces? (2021, 23 diciembre). Órganos de Palencia. https://organosdepalencia.com/biblioteca/articulo/read/35676-cual-es-la-importancia-de-la-electronegatividad-para-la-formacion-de-enlaces

Educaplus.org. (s. f.-a). Propiedades de los elementos. http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/electronegatividad-allred.html

Educaplus.org. (s. f.-b). Propiedades de los elementos. http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/electronegatividad-pauling.html

Electronegatividad: qué es, propiedades e importancia (con tablas). (2021, 10 mayo). Toda Materia. https://www.todamateria.com/electronegatividad/

Pérez P., J., & Merino, M. (2017). Definición de electronegatividad. Definición.de. https://definicion.de/electronegatividad/

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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