Електроотрицателността е един от най-известните модели за обяснение защо се получават химичните реакции.
Сега Мартин Рам (Martin Rahm) от Технологичния университет в Чалмърс, Швеция, предефинира концепцията с нова, по-всеобхватна скала. Неговата работа, извършена в колектив с колеги, включващ лауреат на Нобелова награда, е публикувана в списанието на Американското химическо общество (Journal of the American Chemical Society).
Електроотрицателността представлява свойството на атомите на химичните елементи при свързване в молекули да привличат към себе си общите електронни двойки. Бележи се с гръцката буква "χ" – "хи".
Теорията на електроотрицателността се използва, за да опише мярка за силата, с която ядрата на атомите в молекулите привличат към себе си общите електронни двойки. С помощта на скалите за електроотрицателност може да се предскаже приблизителното разпределение на заряда в различни молекули и материали, без да се налага да прибягва до сложни квантово-механични изчисления или спектроскопски изследвания. Това е жизнено важно за разбирането на всички видове материали, както и за проектирането на нови. Използвана ежедневно от химици и изследователи на материалите от цял свят, концепцията произхожда от изследванията на шведския химик Йонс Якоб Берцелиус през 19-ти век и се преподава във висшите учебни заведения, разказва phys.org.
Сега, Мартин Рам, асистент по физикохимия в Технологичния университет в Чалмърс, разработва съвсем нова скала на електроотрицателността.
„Новата дефиниция е средната енергия на свързване на най-външните и най-слабо свързаните електрони - известни като валентни електрони“, обяснява Мартин Рам.
„Получихме тези стойности чрез комбиниране на експериментални фотойонизационни данни с квантовомеханични изчисления. Като цяло, повечето елементи се отнасят един спрямо друг по същия начин, както в по-ранните скали. Освен това, за някои елементи по този начин за първи път се изчислява тяхната електроотрицателност".
Периодичната таблица показва стойностите на първите 96 елемента по новата скала на електроотрицателността, публикувана в статията в Journal of American Chemical Society. Кредит: Martin Rahm/Chalmers University of Technology
Например, в сравнение с по-ранните скали, кислородът и хромът се преместват по ранг спрямо съседните им елементи в периодичната таблица. Новата скала обхваща 96 елемента, значително повече от предишните версии. Скалата сега започва от първия елемент, водорода, до деветдесет и шестия, кюрий.
Един от мотивите за изследователите да разработят новата скала е, че въпреки че съществуват няколко различни определения на концепцията, всяка може да покрие само част от периодичната таблица. Допълнително предизвикателство за химиците е как да обяснят защо електроотрицателността понякога не може да предскаже химическата реактивност или полярността на химичните връзки.
Друго предимство на новата дефиниция е как тя се вписва в по-широка рамка, която може да помогне да се обясни какво се случва, когато химичните реакции не се контролират от електроотрицателността. В тези реакции, които са трудни за разбиране, когато се използват конвенционалните химически модели, работят сложни взаимодействия между електроните.
Това, което в крайна сметка определя резултатите от повечето химични реакции, е промяната в общата енергия. В новата статия изследователите предлагат уравнение, където общата енергия на един атом може да бъде описана като сума от две стойности. Едната е електроотрицателността, а втората е средното електронно взаимодействие. Величината и характерът на тези стойности, докато се променят в хода на реакциите, разкриват относителната важност на електроотрицателността при влиянието на химичния процес.
Има безброй начини да се комбинират атомите в периодичната таблица за създаване на нови материали. Електроотрицателността осигурява първи важен показател за това какво може да се очаква от тези комбинации.
"Скалата е обширна и се надявам, че това ще окаже силно влияние върху изследванията в областта на химията и материалознанието. Електроотрицателността се използва рутинно в химическите изследвания и с нашата нова скала могат да се избегнат редица сложни квантово-механични изчисления. Новата дефиниция на електроотрицателността може да бъде полезна и за анализиране на електронни структури, изчислени чрез квантовата механика, като направи тези резултати по-разбираеми, коментира Мартин Рам.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари