אלקטרושליליות

אלקטרושליליות (χ, האות היוונית כי) היא מדד ליכולתו היחסית של אטום למשוך או לשחרר אלקטרונים בקשר קוולנטי.

המושג הוצע על ידי לינוס פאולינג בשנת 1932. לאחר מכן, רוברט מיליקן פיתח שיטה לחישוב ערכים אלה. הוא לקח ממוצע של פוטנציאלי יינון (אנרגיה להוציא אלקטרון) וזיקה אלקטרונית (אנרגיה להוסיף אלקטרון). הערכים במתודולוגיה של מיליקן הם בחתכי אנרגיה, בדרך כלל באלקטרונוולט. טבלת פאולינג נפוצה יותר, וטבלאות אחרות קיימות אף הן.

מבנה האלקטרונים בקליפה החיצונית קובע את האלקטרושליליות. אטומים הקרובים להשלים קליפה כמו גז אציל נמשכים יותר לאלקטרונים, ולכן אלקטרושליליותם גבוהה. ערכי האלקטרושליליות תמיד חיוביים: פלואור הוא הכי אלקטרושלילי עם ערך 4, ואילו מתכות אלקליות כמו פרנציום נמוכות, למשל 0.7.


כאשר שני אטומים בקשר קוולנטי שונים באלקטרושליליות, האלקטרונים מתרכזים יותר סביב האטום האלקטרושלילי. ריכוז זה יוצר מטענים חלקיים: שלילי קרוב לאטום האלקטרושלילי וחיובי בצד השני.

האטום האלקטרושלילי יותר פועל כנוקלאופיל, "אוהב גרעין", כלומר נמשך למטענים חיוביים. האטום הפחות אלקטרושלילי נקרא אלקטרופיל; הוא נמשך למטענים שליליים. נוקלאופילים יכולים להיות בעלי מטען שלילי, או נייטרליים עם זוג אלקטרונים בלתי-קושר (שני אלקטרונים שאינם בקשר).

דוגמאות: יון הידרוקסיד (‑OH) הוא נוקלאופיל שלילי. אמוניה היא נוקלאופיל נייטרלי בגלל זוג האלקטרונים על החנקן.

קשר נחשב קוטבי אם ההפרש באלקטרושליליות גדול מ‑0.3. הפרש קטן יוצר קשר קוולנטי בלתי-קוטבי. אם ההפרש גדול מ‑2.0, הקשר קרוב לא יוני ולא קוולנטי. ככל שקוטביות הקשר גבוהה יותר, אנרגיית הקשר בדרך-כלל גבוהה יותר.

קשרים קוטביים אינם תמיד הופכים את כל המולקולה לקוטבית. למשל פחמן דו-חמצני O=C=O מכיל שני קשרים קוטביים, אך המולקולה אינה קוטבית כי המטענים מתחזקים ומאוזנים. ערכי האלקטרושליליות של חמצן ופסחמן נעים סביב 3.44 ו‑2.55, בהתאמה.

הבנת אלקטרושליליות, נוקלאופילים ואלקטרופילים חשובה בכימיה. רבות מהתגובות הכימיות מבוססות על המשיכה ההדדית ביניהם.

אלקטרושליליות (χ, האות היוונית כי) אומרת כמה אטום מושך אליו אלקטרונים בקשר. אלקטרונים הם חלקיקים זעירים בסביבה של האטום.

הרעיון הוצע על ידי לינוס פאולינג. בשנים שאחר כך מילקן כתב דרך למדוד ערכים אלה בעזרת אנרגיות של הוצאת והוספת אלקטרון.

אטומים שרוצים להשלים את קליפתם החיצונית מושכים אלקטרונים יותר. ערכי אלקטרושליליות תמיד חיוביים. פלואור הוא הכי חזק עם ערך 4. פרנציום חלש עם ערך בערך 0.7.


אם שני אטומים שונים, האלקטרונים יכולים לשבת יותר קרוב לאחד מהם. הצד הזה נעשה קצת שלילי. הצד השני נעשה קצת חיובי.

נוקלאופיל הוא חלק שמחפש מטענים חיוביים. אלקטרופיל מחפש מטענים שליליים. נוקלאופילים יכולים להיות שליליים, או נייטרליים עם "זוג בלתי-קושר", שני אלקטרונים חופשיים שאינם בקשר.

דוגמאות פשוטות: ‑OH הוא נוקלאופיל שלילי. אמוניה היא נוקלאופיל נייטרלי בגלל זוג האלקטרונים על החנקן.

קשר הוא קוטבי אם ההפרש באלקטרושליליות גדול במידה מסוימת. הפרש גדול מאוד הופך את הקשר ליותר יוני.

לפעמים מולקולה עם קשרים קוטביים אינה קוטבית. למשל O=C=O יש בו שני קשרים קוטביים, אך הם מאוזנים והכל נייטרלי.


בטבלה המחזורית אלקטרושליליות בדרך כלל עולה כשמטיילים משמאל לימין.