Теория:
По шкале Полинга электроотрицательность бария (Ba) составляет 0,89 — это одно из самых низких значений среди всех элементов Периодической системы, отражающее его ярко выраженные металлические и сильные восстановительные свойства.
Барий — s‑элемент 2‑й (IIА) группы 6‑го периода с валентной электронной конфигурацией 6s2.
Если рассматривать данную характеристику как способность стягивать на себя электронную плотность, у атома бария она выражена крайне слабо: пара внешних электронов удерживается ядром на большом удалении и легко отщепляется.
Это обусловлено тем, что валентный уровень сильно экранирован массивными внутренними электронными оболочками, что облегчает потерю заряда.
Завершённая инертноподобная сердцевина и низкая ЭО определяют три ключевых химических следствия:
Содержание страницы
Электроотрицательность (ЭО) — условный параметр, характеризующий склонность атома в структуре молекулы притягивать общие электронные пары.
Различные подходы дают близкие низкие цифровые результаты из-за опоры на одинаковые физические константы щелочноземельных элементов.
| Шкала | Что измеряется | Значение для Ba |
|---|---|---|
| Полинга | Энергии химических связей | 0,89 |
| Малликена | Энергия ионизации + сродство к электрону | 1,02 |
| Олреда–Рохова | Эффективный заряд ядра и ковалентный радиус | 0,97 |
| Аллена | Средняя энергия валентных электронов | 0,881 |
Данная система расчёта пользуется наибольшей популярностью в академической литературе и учебных пособиях.
Цифровой показатель 0,89 наглядно подтверждает сильную склонность элемента отдавать электроны в химическом взаимодействии с образованием катионов.
Это обуславливает резко ионный характер связей в солях бария (например, BaCl2, BaSO4) и их высокую термодинамическую стабильность.
Смотреть полную таблицу электроотрицательности для всех элементов.
Методика базируется на квантово-химических характеристиках изолированной частицы:
Первая энергия ионизации I = 502,9 кДж/моль — работа, затрачиваемая на удаление первого внешнего 6s‑электрона.
Сродство к электрону E — слабое или околонулевое значение для заполняющихся подуровней.
Формула: χ = ½ (I + E).
С учётом расчётных поправок метод Малликена выдает результат около 1,02.
Авторы вычисляют показатель через электростатическое притяжение периферийных зарядов ядром:
где Zэфф — эффективный заряд ядра, r — радиус атома.
С учётом большого радиуса 215 пм и сильного экранирования расчетное значение равно 0,97.
Подход основан на вычислении усреднённой энергии валентных подуровней:
где Ei — энергии ионизации валентных электронов, n — их количество.
Для конфигурации 6s2 расчёт по Аллену дает 0,881.
Полученная величина наглядно демонстрирует минимальную способность удерживать валентную плотность вблизи ядра.
Барий — элемент 2‑й группы 6‑го периода с атомным порядковым номером 56.
Конфигурация внешней оболочки — [Xe] 6s2.
Наличие мощного внутреннего слоя из 54 электронов инертного газа ксенона полностью экранирует положительный заряд ядра (+56).
В сравнении с более легкими аналогами по группе радиус атома бария существенно больше (215 пм), из-за чего валентные 6s‑электроны удалены от центра и легко покидают атом.
Сравнение с элементами главной подгруппы 2‑й (IIА) группы:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Электронная конфигурация |
|---|---|---|
| Mg (магний) | 1,31 | [Ne] 3s2 |
| Ca (кальций) | 1,00 | [Ar] 4s2 |
| Sr (стронций) | 0,95 | [Kr] 5s2 |
| Ba (барий) | 0,89 | [Xe] 6s2 |
Закономерное падение ЭО сверху вниз в подгруппе обусловлено увеличением радиуса и возрастанием экранирующего эффекта электронных слоев.
Малая величина ЭО предопределяет специфику химического поведения элемента:
Характерные физико‑химические свойства:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Первая энергия ионизации, кДж/моль | Атомный радиус, пм |
|---|---|---|---|
| Cs (цезий) | 0,79 | 375,7 | 265 |
| Ba (барий) | 0,89 | 502,9 | 215 |
| La (лантан) | 1,10 | 538,1 | 187 |
| Pt (платина) | 2,28 | 870,0 | 138 |
| Bi (висмут) | 2,02 | 703,0 | 146 |
В пределах шестого периода барий располагается в левой части, уступая по электроотрицательности переходным и p‑элементам, но превосходя щелочной цезий.
Показатель ЭО (0,89) обуславливает жесткую фиксированность валентного состояния бария:
Причина заключается в стремлении достичь устойчивой благородногазовой электронной оболочки ксенона [Xe].
Главное правило: во всех химических соединениях барий проявляет строго двухвалентное состояние (+2).
На внешней орбитали свободного атома находится пара спаренных 6s2‑электронов.
В процессе образования химических связей эта пара распаривается или полностью переходит к партнеру, закрепляя валентность, равную II.
Краткий итог: электронное строение 6s2 определяет постоянную валентность бария, равную II.
Особенности строения электронной оболочки полностью формируют химический профиль. Формула: [Xe] 6s2.
На внешнем подуровне сосредоточены 2 валентных электрона.
Два ключевых фактора:
Величина ЭО (0,89) напрямую вытекает из формулы [Xe] 6s2.
Уникальная способность активно реагировать с газами находит технологическое применение:
Электроотрицательность бария (по Полингу — 0,89):
Таким образом, барий выступает классическим примером тяжелого щелочноземельного металла с низкой электроотрицательностью и сильными основными свойствами.
Правильные ответы: 1, 3, 4.
Разбор ошибок:
2 — неверно: у бария (0,89) ЭО значительно ниже, чем у фтора (3,98).
5 — неверно: барий — крайне активный металл, бурно реагирующий с водой с выделением водорода.
По шкале Полинга электроотрицательность бария составляет 0,89.
Барий образует соединения исключительно со степенью окисления +2, отдавая оба внешних 6s-электрона.
У атома бария большой атомный радиус и сильное экранирование валентных электронов мощным внутренним электронным слоем.