Создана новая шкала электроотрицательности

Ученые из Сколковского института науки и технологий предложили новую шкалу электроотрицательности. Исследователи внесли изменения в формулу Полинга, по которой ранее рассчитывалось данное свойство элементов, и получили новую более точную шкалу, в которой электроотрицательность представляет собой безразмерную величину. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

«Началось все с того, что мы решили рассчитать электроотрицательности под давлением — химия высоких давлений сильно отличается от привычной нам, и многое наверняка можно понять, если узнать, как меняются электроотрицательности элементов под давлением. За основу мы взяли определение Полинга и начали с расчета электроотрицательностей при нормальных условиях. К нашему огромному удивлению оказалось, что эта шкала не согласуется ни с теоретическими, ни с экспериментальными энергиями связей. Более того, это было известно в химической литературе, но удовлетворительного решения предложено не было. Я понял, в чем корень проблем — ионная стабилизация молекулы представлялась Полингом как аддитивная добавка. Я изменил формулу, заменив эту аддитивную добавку на мультипликативную. Полинг прибавлял, а мы умножаем. С помощью новой формулы и экспериментальных энергий химических связей мы определили электроотрицательности всех элементов. У нас получилась очень красивая шкала, которая работает как при маленьких разностях в электроотрицательности, так и при больших», — рассказывает руководитель исследования, профессор Сколтеха Артем Оганов.

Понятие электроотрицательности ввел американский химик Лайнус Полинг в первой половине XX века. Электроотрицательность — способность атома смещать на себя электронную плотность. Так, более отрицательный атом перетягивает на себя электроны и становится отрицательно заряженным, а менее электроотрицательный приобретает положительный заряд. Эта концепция хорошо объясняет многие вещи от энергии химических связей до стабильности или нестабильности химических соединений, цвета и твердости кристаллов.

Химики предлагали множество шкал электроотрицательности. Шкала Полинга стала самой первой и остается наиболее распространенной. Значения электроотрицательности Полинг вывел из термохимии, используя энергии химических связей, и предложил простейшую формулу, с помощью которой можно это рассчитать. Однако позже выяснилось, что предсказания, сделанные на основе этой шкалы, обладают довольно низкой точностью.

Исследователи Сколтеха изменили формулу Полинга и переопределили электроотрицательностей элементов, таким образом получив новую шкалу электроотрицательности. В ней это свойство представляет собой безразмерную величину, что очень удобно.