Atom yang berlainan tidak mempunyai kecenderungan yang sama untuk menarik elektron dalam ikatan. Konsep keelektronegatifan membolehkan ahli kimia membandingkan kecenderungan ini. Jika dua atom yang berikatan mempunyai keelektronegatifan berbeza, ketumpatan elektron ikatan biasanya tertarik lebih kuat ke arah atom yang lebih elektronegatif.
International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) mentakrifkan konsep yang diperkenalkan oleh Linus Pauling ini sebagai kuasa sesuatu atom untuk menarik elektron kepada dirinya, dan menegaskan bahawa terdapat beberapa cara untuk mentakrif dan mengukurnya. Skala Pauling ialah skala relatif tanpa dimensi, bukan ukuran dalam volt, joule atau coulomb. Nilai keelektronegatifan juga tidak patut dibayangkan sebagai daya tarikan yang boleh diukur terus dengan neraca.
Apa berlaku dalam ikatan H–Cl?
Hidrogen dan klorin berkongsi sepasang elektron, jadi ada ikatan kovalen. Namun klorin lebih elektronegatif daripada hidrogen. Akibatnya, ketumpatan elektron ikatan tidak simetri dan lebih banyak berada ke arah klorin. Keadaan ini lazimnya ditulis Hδ⁺–Clδ⁻. Simbol δ⁺ dan δ⁻ bermaksud cas separa, bukan cas penuh seperti pada ion Na⁺ atau Cl⁻. Ikatan seperti ini disebut ikatan kovalen berkutub.
Daripada tidak berkutub kepada sangat ionik
Ikatan kimia tidak sentiasa jatuh ke dalam kotak yang terpisah sempurna. Dalam ikatan H–H, kedua-dua atom mempunyai keelektronegatifan sama, jadi tiada atom yang menarik ketumpatan elektron ikatan lebih kuat dan ikatan itu tidak berkutub. Apabila perbezaan keelektronegatifan meningkat, taburan elektron biasanya menjadi semakin tidak simetri.
Dalam natrium klorida pepejal, gambaran ion Na⁺ dan Cl⁻ yang diikat oleh tarikan elektrostatik jauh lebih berguna. Namun IUPAC mengingatkan bahawa dalam amalan, lebih baik mempertimbangkan darjah sifat ionik sesuatu ikatan daripada menganggap semua ikatan sama ada 100% ionik atau 100% kovalen. Kategori kovalen tidak berkutub, kovalen berkutub dan ionik ialah model pengelasan yang berguna, tetapi kimia sebenar menunjukkan kesinambungan.
Sesetengah buku menggunakan julat perbezaan keelektronegatifan untuk mengelaskan ikatan, tetapi nilai ambang seperti 0.4, 0.5, 1.7 atau 2.0 bergantung pada konvensyen pengajaran dan skala yang digunakan. Ia tidak bermaksud sifat ikatan berubah secara tiba-tiba apabila satu nombor ambang dilepasi.
Mengapa keelektronegatifan berubah dalam jadual berkala?
Secara umum, keelektronegatifan meningkat apabila bergerak dari kiri ke kanan merentasi sesuatu kala dan menurun apabila bergerak ke bawah sesuatu kumpulan. Fluorin berada pada hujung yang sangat elektronegatif dalam skala Pauling. Corak ini boleh difahami melalui struktur atom.
Merentasi kala, bilangan proton meningkat sementara elektron valens masih berada dalam petala utama yang sama, jadi tarikan nukleus terhadap elektron valens secara umum menjadi lebih kuat. Ke bawah kumpulan, elektron valens berada semakin jauh daripada nukleus dan lebih banyak petala elektron dalaman menyumbang kepada pemerisaian, maka kecenderungan menarik ketumpatan elektron ikatan secara umum berkurang. Ini ialah trend, bukan peraturan yang menghasilkan perubahan sama besar pada setiap langkah; struktur elektron sebenar boleh menghasilkan penyimpangan.
Skala Pauling juga bukan satu-satunya skala. IUPAC mencatatkan bahawa pendekatan Mulliken mengaitkan keelektronegatifan dengan purata tenaga pengionan dan afiniti elektron, manakala Pauling membina skala relatifnya daripada hubungan tenaga penceraian ikatan. Oleh itu, nilai mutlak keelektronegatifan sesuatu atom bergantung pada definisi atau skala yang digunakan.
Ikatan berkutub tidak semestinya menghasilkan molekul berkutub
Air mempunyai dua ikatan O–H yang berkutub, dengan arah kekutuban menuju oksigen. Molekul air berbentuk bengkok, maka kedua-dua kekutuban ikatan tidak saling membatalkan dan molekul itu mempunyai momen dipol bersih. Karbon dioksida juga mempunyai dua ikatan C=O yang berkutub, tetapi molekulnya linear dan simetri. Dua dipol ikatan menghala ke arah bertentangan dan, dalam molekul ideal, saling membatalkan, jadi CO₂ tidak mempunyai momen dipol kekal bersih.
Kekutuban ikatan bergantung pada taburan elektron antara atom yang berikatan. Kekutuban molekul pula turut bergantung pada geometri keseluruhan molekul.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Dalam ikatan H–Cl, mengapakah atom Cl memperoleh cas separa negatif?