化学概念：电负性

概念

电负性描述的是给定化学元素的原子在形成化学键吸引共享电子（或电子密度）的趋势，简单地说就是描述原子对成键电子的吸引能力

在元素周期表中，同一个周期的元素从左向右，有效核电荷数增加，原子半径减小，对电子的吸引能力增强，电负性呈现增加趋势；同一主族的元素从上到下，原子半径增大，电负性呈现减小趋势；因此，周期表右上方的元素电负性大，左下方的元素电负性小

目前已知，钫（Fr）是电负性最小的元素，氟（F）是电负性最大的元素

不同元素的电负性差异如下表所示：

电负性和原子所处的化学环境密切相关，同一元素的不同氧化态的电负性亦有差异

例如Fe²⁺和Fe³⁺的电负性分别是1.83和1.96，Cu⁺和Cu²⁺的电负性分别为1.90和2.00

实际上也就是说，当被氧化后，由于失去电子，导致有效核电荷数（正电荷）增加，所以吸引电子的能力也增强，电负性也就增大

同种元素由于杂化轨道不同，电负性也有差异

由于s轨道电子比p轨道电子受到原子核的吸引更紧密，因此随着杂化轨道中s成分的增大，电负性也增大：

$$ \chi (sp^3) < \chi (sp^2) < \chi (sp)$$

例如，对于C元素：

在很多场景（尤其是有机化学中）下，需要考虑不同官能团或基团的电负性，例如，C元素的电负性无法反映CH₃和CF₃这两个基团的电负性

目前可以通过应用动力学数据、原子电负性值和物理方法的测定值进行运算，一些常见基团的电负性如下：

两个原子的电负性差异可以用于判断其成键的离子性和共价性的强弱

如果两个相同的原子成键，由于电负性相同，键合电子对到两个两个原子核的距离理论上应该是几乎等距的，因此表现为共价性

而对于两个不同的原子成键，在电负性差异不大的时候，电负性更大的原子会将键合电子对拉向自己，从而使共价键表现出一定极性，这个过程会使得两个原子各自带有相反电荷；如果电负性差异特别大，那么电负性更大的原子就可以将成键电子完全拉给自己，形成两个离子，实际上也就是表现为离子性

通常来说，当一个元素与相较于其电负性更大的元素成键后，结合能会增大，这是由于电负性强的元素将成键电子吸到自己这边，这会让另一个元素呈现一定的正电性，从而让其电子更紧密地靠近自己，也就使得需要激发其内层电子所需的能量更大，因而在XPS中表现为结合能增大

下表是以C1s为例，与不同元素成键后形成不同化学环境的结合能：