電気陰性度

電気陰性度（でんきいんせいど、英: electronegativity）は、分子内の原子が電子を引き寄せる強さの相対的な尺度であり、ギリシャ文字のχで表される。

異種の原子同士が化学結合しているとする。このとき、各原子における電子の電荷分布は、当該原子が孤立していた場合と異なる分布をとる。これは結合の相手の原子からの影響によるものであり、原子の種類により電子を引きつける強さに違いが存在するためである。

この電子を引きつける強さは、原子の種類ごとの相対的なものとして、その尺度を決めることができる。この尺度のことを電気陰性度と言う。一般に周期表の左下に位置する元素ほど小さく、右上ほど大きくなる。

ポーリングの電気陰性度（1932年）

定義：Eを原子同士の結合エネルギーとし、原子 A と原子 B の結合エネルギーの実測値を、E(A-B) とすると、純粋な共有結合と仮定した場合の結合エネルギーとの差、ΔE(A-B) が定義できる。

${\displaystyle \mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,0,0"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">\Delta </span>}\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,0,0"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,1,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,1,1,0"\; data-stem="a"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,1,1,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,1,1,2"\; data-stem="b"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,1,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,0,0"\; data-stem="="\; style="color:\; \#000000;">=</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,0,1"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,1,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,1,1,0"\; data-stem="a"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,1,1,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,1,1,2"\; data-stem="b"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0,1,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,0"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\frac{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,0,0"\; data-stem="12"\; style="color:\; \#000000;">1</span>}}{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,0,0"\; data-stem="12"\; style="color:\; \#000000;">2</span>}}<span\; class="color"\; data-posi=""\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">\{</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,2,0"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,3,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,3,1,0"\; data-stem="a"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,3,1,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,3,1,2"\; data-stem="a"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,3,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,4,0"\; data-stem="+"\; style="color:\; \#000000;">+</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,4,1"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,5"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,6,0"\; data-stem="b"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,6,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1,6,2"\; data-stem="b"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,3"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span><span\; class="color"\; data-posi=""\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">\}</span>}${\displaystyle \Delta E({\rm {A-B}})=E({\rm {A-B}})-{1 \over 2}\{E({\rm {A-A}})+E({\rm {B-B}})\}}

この ΔE(A-B) に関して、

${\displaystyle \mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,0"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">\Delta </span>}\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0,0"\; data-stem="e"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,0"\; data-stem="a"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,1,2"\; data-stem="b"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,1,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,0"\; data-stem="="\; style="color:\; \#000000;">=</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,0,0"\; data-stem="k"\; style="color:\; \#000000;">K</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="pa"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="pa"\; style="color:\; \#000000;">P</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="pa"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,1"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,2"\; data-stem="pb"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,2"\; data-stem="pb"\; style="color:\; \#000000;">P</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,2"\; data-stem="pb"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}}{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span>}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,1,0,0"\; data-stem="2"\; style="color:\; \#000000;">2</span>}}}${\displaystyle \Delta E({\rm {A-B}})=K(\chi _{\rm {P}}^{\rm {A}}-\chi _{\rm {P}}^{\rm {B}})^{2}}

を満たすように決めた ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="5"\; data-stem="\chi "\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="6"\; data-stem="PA"\; style="color:\; \#000000;">P</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="6"\; data-stem="PA"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}}${\displaystyle \,\chi _{\rm {P}}^{\rm {A}}} が原子 A に関してのポーリングの電気陰性度である（${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="13,1"\; data-stem="\chi "\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="13,2"\; data-stem="PB"\; style="color:\; \#000000;">P</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="13,2"\; data-stem="PB"\; style="color:\; \#000000;">B</span>}}}${\displaystyle \,\chi _{\rm {P}}^{\rm {B}}} は原子 B の電気陰性度）。K は適当な係数である。

族

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

周期

1

H 2.20

He

2

Li 0.98

Be 1.57

B 2.04

C 2.55

N 3.04

O 3.44

F 3.98

Ne

3

Na 0.93

Mg 1.31

Al 1.61

Si 1.90

P 2.19

S 2.58

Cl 3.16

Ar

4

K 0.82

Ca 1.00

Sc 1.36

Ti 1.54

V 1.63

Cr 1.66

Mn 1.55

Fe 1.83

Co 1.88

Ni 1.91

Cu 1.90

Zn 1.65

Ga 1.81

Ge 2.01

As 2.18

Se 2.55

Br 2.96

Kr 3.00

5

Rb 0.82

Sr 0.95

Y 1.22

Zr 1.33

Nb 1.6

Mo 2.16

Tc 1.9

Ru 2.2

Rh 2.28

Pd 2.20

Ag 1.93

Cd 1.69

In 1.78

Sn 1.96

Sb 2.05

Te 2.1

I 2.66

Xe 2.6

6

Cs 0.79

Ba 0.89

*

Hf 1.3

Ta 1.5

W 2.36

Re 1.9

Os 2.2

Ir 2.20

Pt 2.28

Au 2.54

Hg 2.00

Tl 1.62

Pb 2.33

Bi 2.02

Po 2.0

At 2.2

Rn 2.2

7

Fr 0.7

Ra 0.9

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

ランタノイド

*

La 1.1

Ce 1.12

Pr 1.13

Nd 1.14

Pm 1.13

Sm 1.17

Eu 1.2

Gd 1.2

Tb 1.1

Dy 1.22

Ho 1.23

Er 1.24

Tm 1.25

Yb 1.1

Lu 1.27

アクチノイド

**

Ac 1.1

Th 1.3

Pa 1.5

U 1.38

Np 1.36

Pu 1.28

Am 1.13

Cm 1.28

Bk 1.3

Cf 1.3

Es 1.3

Fm 1.3

Md 1.3

No 1.3

Lr

マリケンの電気陰性度（1934年）

定義：原子 A のイオン化エネルギーを I_A、電子親和力を E_Aとして、

${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ma"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ma"\; style="color:\; \#000000;">M</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ma"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,0"\; data-stem="="\; style="color:\; \#000000;">=</span>\frac{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,0,0"\; data-stem="12"\; style="color:\; \#000000;">1</span>}}{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,0,0"\; data-stem="12"\; style="color:\; \#000000;">2</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,0"\; data-stem="("\; style="color:\; \#000000;">(</span>{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="ia+ea"\; style="color:\; \#000000;">I</span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="ia+ea"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="ia+ea"\; style="color:\; \#000000;">+</span>{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="ia+ea"\; style="color:\; \#000000;">E</span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,1,0"\; data-stem="ia+ea"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,1,0,1,2"\; data-stem=")"\; style="color:\; \#000000;">)</span>}${\displaystyle \chi _{\rm {M}}^{\rm {A}}={1 \over 2}(I_{\rm {A}}+E_{\rm {A}})}

で求まる ${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="2"\; data-stem="\chi "\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="3"\; data-stem="MA"\; style="color:\; \#000000;">M</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="3"\; data-stem="MA"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}}}${\displaystyle \,\chi _{\rm {M}}^{\rm {A}}} が原子 A に関してのマリケンの電気陰性度である。原子 B では添え字が A → B になる。

ライナス・ポーリングの電気陰性度とロバート・マリケンの電気陰性度は、原子毎のその値の大小関係の傾向が互いに類似し、

${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="p"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="p"\; style="color:\; \#000000;">P</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,0"\; data-stem="="\; style="color:\; \#000000;">=</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,1"\; data-stem="1.35"\; style="color:\; \#000000;">1.35</span>}\sqrt{{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,2"\; data-stem="m"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,2"\; data-stem="m"\; style="color:\; \#000000;">M</span>}}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,3"\; data-stem=""\; style="color:\; \#000000;">-</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,4"\; data-stem="1.37"\; style="color:\; \#000000;">1.37</span>}}${\displaystyle \chi _{\rm {P}}=1.35{\sqrt {\chi _{\rm {M}}}}-1.37}

のような換算式も存在する。違いは、マリケンの電気陰性度では、その定義式右辺にある I_A、E_A の値が周囲の状況によって異なることがあり、これにより同じ原子でもマリケンの電気陰性度が状況により異なることがある（例：アセチレンの炭素原子でのマリケンの電気陰性度は、メタンのそれより大きな値となる）。

オールレッド・ロコウの電気陰性度

定義：ある原子中の価電子の有効核電荷を Z_eff、原子の共有結合半径を r として、

${\displaystyle {\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ar"\; style="color:\; \#000000;">\chi </span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ar"\; style="color:\; \#000000;">A</span>}\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,0,0"\; data-stem="ar"\; style="color:\; \#000000;">R</span>}}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,1,0,0"\; data-stem="="\; style="color:\; \#000000;">=</span>\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,0"\; data-stem="0.744"\; style="color:\; \#000000;">0.744</span>}<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">+</span>\frac{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">0</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">.</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">3</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">5</span><span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,0,1"\; data-stem="+0.359"\; style="color:\; \#000000;">9</span>}{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">Z</span>}}_{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">e</span>}\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">f</span>}\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">f</span>}}}{{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">r</span>}}^{\mathrm{<span\; class="color"\; data-posi="0,0,2,0,0,1,0"\; data-stem="zeffr2"\; style="color:\; \#000000;">2</span>}}}}${\displaystyle \chi _{\rm {AR}}=0.744+{0.359Z_{\rm {eff}} \over r^{2}}}

で与えられる χ_AR がオールレッド・ロコウの電気陰性度である。

この尺度は A. L. Allred と E. G. Rochow が提案したものであり、電気陰性度が原子表面の電場の強さで決定されるという考え方に基づいている。原子表面での電位は Z_eff/r に比例し、電場の強さは Z_eff/r² に比例する。これを用いて、ポーリングの電気陰性度と似通った値になるように係数を選んだのがこの尺度である。現在最も広く利用されている。

参考：w:en:Allred-Rochow scale

参考文献

• Shriver, D. F. and Atkins, P. W.『シュライバー無機化学（上）』玉虫伶太・佐藤弦・垣花眞人訳、東京化学同人、2001年。ISBN 4-8079-0534-1。

関連項目

• 物理化学
• 化学

外部リンク

• Electronegativity: Pauling, Allred-Rochow, and Mulliken-Jaffé Scales