Kalkulasi Elektronegativitas

Elektronegativitas Pauling

Pauling pertama kali mengajukan^[2] konsep elektronegativitas pada tahun 1932 sebagai penjelasan dari fenomena lebih kuatnya ikatan kovalen antar dua atom berbeda (A–B) dari yang diperkirakan dengan mengambil kekuatan rata-rata ikatan A–A dan B–B. Menurut teori ikatan valensi, "stabilisasi tambahan" dari ikatan heteronuklir ini disebabkan oleh kontribusi bentuk kanonis ion kepada ikatan.

Perbedaan elektronegativitas antara dua atom A dan B dapat dihitung dengan:

dengan Energi disosiasi (E_d) ikatan A–B, A–A dan B–B diekspresikan dalam elektronvolt. Faktor (eV)^−½ disisipkan untuk menghasilkan nilai yang tidak berdimensi. Dengan metode ini, perbedaan elektronegativitas antara hidrogen dan bromin adalah 0.73 (energi disosiasi: H–Br, 3.79 eV; H–H, 4.52 eV; Br–Br 2.00 eV)

Oleh karena hanya perbedaan elektronegativitas yang dapat dihitung, kita perlu memilih sebuah titik acuan untuk membangun skala. Hidrogen dijadikan acuan karena ia membentuk ikatan kovalen dengan hampir semua unsur. Nilai elektronegativitasnya pertama kali ditentukan^[2] sebagai 2,1, namun kemudian direvisi^[5] menjadi 2,20. Selain itu, kita juga perlu memutuskan unsur manakah (dari dua unsur) yang memiliki elektronegativitas lebih besar. Pemutusan ini dapat dilakukan dengan menggunakan "intuisi kimia", misalnya pada hidrogen bromida yang terlarut dalam air membentuk H⁺ dan Br⁻, kita dapat berasumsi bahwa bromin lebih elektronegatif daripada hidrogen.

Untuk menghitung elektronegativitas Pauling sebuah unsur, kita memerlukan data energi disosiasi dari paling sedikit dua jenis ikatan kovalen yang dibentuk oleh unsur tersebut. Allred memutakhirkan nilai elektronegativitas Pauling pada tahun 1961 dengan melibatkan data-data termodinamika^[5]. Nilai-nilai elektronegativitas Pauling yang direvisi inilah yang biasanya sering digunakan.

[sunting] Elektronegativitas Mulliken

Korelasi antara elektronegativitas Mulliken (sumbu x dalam kJ/mol) dengan elektronegativitas Pauling (sumbu y).

Mulliken mengajukan bahwa purata aritmetik dari energi ionisasi pertama dan afinitas elektron haruslah adalah sebuah perhitungan dari kecenderungan sebuah atom menarik elektron-elektron.^[6][7] Karena definisi ini tidak bergantung pada skala relatif sembarang, ia juga disebut sebagai elektronegativitas relatif,^[8] dengan satuan kilojoule per mol atau elektronvolt.

Namun biasanya kita menggunakan transformasi linear untuk melakukan transformasi nilai absolut tersebut menjadi nilai yang lebih mirip dengan nilai Pauling. Untuk energi inonisasi dan afinitas elektron dalam elektronvolt,^[9]

dan untuk energi dalam kilojoule per mol,^[10]

Elektronegativitas Mulliken hanya dapat dihitung pada unsur-unsur yang afinitas elektronnya telah diketahui. Sampai dengan tahun 2006, terdapat 57 unsur yang afinitas elektronnya telah diketahui.

[sunting] Elektronegativitas Allred–Rochow

Korelasi antara elektronegativitas Allred–Rochow (sumbu x dalam Å⁻²) dengan elektronegativitas Pauling (sumbu y).

Allred dan Rochow beranggapan^[11] bahwa elektronegativitas haruslah berhubungan dengan muatan sebuah elektron pada "permukaan" sebuah atom: semakin tinggi muatan per satuan luas permukaan atom, semakin besar kecenderungan atom tersebut untuk menarik elektron-elektron. Muatan inti efektif, Z* yang terdapat pada elektron valensi dapat diperkirakan dengan menggunakan kaidah Slater. Sedangkan luas permukaan atom pada sebuah molekul dapat dihitung dengan asumsi luas ini proposional dengan kuadrat jari-jari kovalen (r_cov). r_cov memiliki satuan ångström,

[sunting] Elektronegativitas Sanderson

Korelasi antara elektronegativitas Sanderson (sumbu x dalam satuan sembarang) dengan elektronegativitas Pauling (sumbu y).

Sanderson menemukan bahwa terdapat hubungan antara elektronegatvitas dengan ukuran atom dan mengajukan sebuah metode perhitungan yang didasarkan pada timbalbalikan volume atom.^[12] Dengan panjang ikatan yang telah diketahui, elektronegativitas Sanderson memperbolehkan kita memperkirakan energi ikatan pada berbagai senyawa.^[13] Selain itu, elektronegativitas Sanderson juga digunakan dalam berbagai investigasi kimia organik.^[14][15]

[sunting] Elektronegativitas Allen

Korelasi antara elektronegativitas Allen (sumbu x dalam in kJ/mol) dengan elektronegativitas Pauling (sumbu y).

Definisi elektronegativitas Allen adalah salah satu yang paling saderhana. Ia mengajukan bahwa elektronegativitas berhubungan dengan energi rata-rata dari elektron valensi pada sebuah atom bebas,^[16]

dengan ε_s,p adalah energi satu elektron dari elektron-elektron s dan p pada atom bebas dan n_s,p adalah jumlah elektron s dan p pada kelopak valensi. Biasanya nilai tersebut diberikan faktor skala, 1,75×10⁻³ untuk energi dalam kilojoule per mol atau 0,169 untuk energi dalam elektronvolt, untuk menghasilkan nilai yang secara numeris mirip dengan elektronegativitas Pauling.

Energi satu elektron dapat ditentukan secara langsung dari data spektroskopi, sehingga elektronegativitas yang dihitung dengan metode ini kadangkala dirujuk sebagai elektronegativitas spektroskopik. Data-data yang diperlukan tersedia untuk hampir semua unsur, sehingga memperbolehkan kita memperkirakan nilai elektronegativitas unsur-unsur yang tidak bisa dihitung dengan metode lainnya, misalnya fransium dengan nilai elektronegativitas allen = 0,67. ^[17] Namun tidaklah jelas apa yang seharusnya dianggap sebagai elektron valensi untuk unsur-unsur blok d dan f, sehingga menyebabkan ambiguitas dalam perhitungan elektronegativitas menggunakan metode Allen.

Dalam skala ini, Neon memiliki elektronegativitas yang paling besar, diikuti oleh fluorin dan helium.

Daftar elektronegativitas Allen untuk golongan-golongan unsur utama

Baru-baru ini, sebuah skala elektronegativitas baru yang didasarkan pada elektrofilisitas sistem kimia diajukan oleh Noorizadeh and Shakerzadeh^[18]. Dalam skala ini terlihat bahwa ia mempunyai korelasi yang signifikan dengan elektronegativitas Pauling dan Allred-Rochow.