Науковці розробили нову шкалу електронегативності - ознаки, що визначає поведінку поєднання хімічних елементів.

Нова шкала ґрунтується на енергії валентних електронів і для деяких елементів, зокрема, кисню, фтору та міді, засвідчила відмінні від попередніх показники. Основні рівняння могли б розвивати хімію та матеріалознавство.

Вона становить основу хімічного зв'язку і важливий індикатор елементарної поведінки - електронегативність. На її підставі можна з'ясувати, наскільки сильно атом у молекулі притягує зв'язуючі електрони - тобто, наприклад, за хімічної реакції утворюється сіль чи молекула з ковалентними зв'язками. Тенденція - така, що в періодичній таблиці елементів електронегативність зростає вздовж одного періоду і зменшується в групі елементів - зверху вниз.

Проблема все ж полягає у тому, що дотепер немає жодної шкали, яка б охоплювала всі елементи періодичної системи. Натомість, існують багато шкал, що ґрунтуються на різних параметрах. Так, деякі шкали визначають показник через заряд ядра та радіус атома, інші використовують енергію іонізації або ж спорідненість до електрона, хтось послуговується енергетичним станом зовнішнього електрона атома.

Нещодавно Мартін Рам (Martin Rahm) з Технічного університету Чалмерс у Гетеборгу (Швеція) та його команда запропонували новий метод, аби визначити електронегативність елемента. «Нова дефініція ґрунтується на енергії зв'язку зовнішніх, найслабше зв'язаних електронів - валентних електронів», - пояснив Рам. Так ця шкала нагадує вже відому шкалу Аллана, але відрізняється у методиці та величині.

Показники нової шкали вчені отримали, перевівши експериментальні дані про енергію валентних електронів у основний стан і поєднавши їх з квантовомеханічними обрахунками. Так науковцям вдалося визначити електронегативість для 96 елементів періодичної системи. Тож для деяких атомів цей показник вирахували вперше.

Але що в ній змінилося? «Більшість елементів у своїх відносних зв'язках одне з одним залишилися подібними до того, як демонстрували й попередніх шкали, - повідомив Рам. - Але з'явилися також деякі цікаві зміни, в результаті яких певні атоми помінялися місцями у послідовності електронегативності».

Так оксиген (кисень) і хром лише дещо зменшили електронегативність, та це трохи опустило їх у таблиці. І найбільш електронегативний елемент фтор отримав дещо легше значення, ніж до цього. Електронегативність мангану, кобальту, нікелю, олова, кадмію, ртуті, технецію та гадолінію у новій школі опинилися вище, ніж раніше. Також група елементів, до якої належать благородні метали - мідь, срібло і золото, набула вищих показників, повідомили вчені.

«Нова шкала - масштабна, і я сподіваюся, що вона вплине на розвиток хімії та матеріалознавства», - сказав Рам. Нові показники електронегативності, зокрема, можуть виявляти нові сплави та хімічні зв'язки.

«Крім того, з новою шкалою ми можемо уникнути цілої низки складних квантовомеханічних обчислень», - пояснили вчені. Ще одна перевага: нова шкала та рівняння, що лежать в її основі, можуть допомогти пояснити енергетичні зміни в реакціях, якими не керує електронегативність. У цих хімічних реакціях зміна загальної енергії в атомі - вирішальна для результату. На основі нового методу цю загальну енергію можна краще визначати та аналізувати, - запевнили науковці.

Автор: Nadja Podbregar

Зреферувала С. К., «Zbruc»

Джерело: SCINEXX