Едно от големите постижения на научно ниво беше класификацията и организацията на елементите. Изследването на свойствата на материята датира от времето на алхимиците, учените от тази област винаги са имали предвид значението на установяването на система за класификация, която би позволила подреденото управление на елементите, които са били известни по това време.
Следователно, след много опити беше разработена добре познатата таблица на електроотрицателностите, известна още като периодичната таблица на Менделеев, която е най-ефективната система за класификация и организация, която имаме досега. В него елементите са подредени функция на тяхната електроотрицателност, което е мярка за способността на електроните в последната му обвивка да се комбинират с други атоми, но ще говорим за това.
Какво е електроотрицателност?
Преди да влезете изцяло в темата, важно е да се изясни, че цялата материя се състои от атоми, както е определено от Джон Далтън през 1803 г. Атомът е елементарната и неделима единица на материята, която се състои от ядро, около което електроните и протоните се въртят по елиптични орбити и именно електроните, присъстващи в последния слой на елемента в неговото агрегиращо състояние, са тези, които определя капацитета на всеки материал за образуване на съединения. Това определя електроотрицателността, способността на атома да се комбинира чрез връзки с други атоми.
Този процес се определя от действието на две величини:
- Атомна маса: Каква е общата маса на протоните и неутроните в един атом.
- Валентни електрони: Отрицателно заредени частици, разположени в последния слой на атома, които съставляват количеството частици на разположение за осъществяване на обмена при образуването на съединения.
Разработване на таблицата за електроотрицателност
В търсенето на адекватна класификация на елементите много учени развиват идеи за това каква би могла да бъде подходяща система, чрез която елементите могат да бъдат достъпни по подреден начин, като се вземат предвид техните свойства. Следните учени направиха важен принос, който допринесе за развитието на настоящата таблица на електроотрицателността:
- Антоан Лавоазие: Класификацията, направена от този учен на елементите, е извършена произволно, без да се вземат предвид каквито и да било критерии за класификация, така че класификацията му не е била много успешна.
- Йохан Дьоберейнер: Този учен е известен с развитието на триадите, които носят неговото име. Той разработи изследване, в което групира елементи в група от трима, като установява, когато прави сравнения, че относителните им атомни маси (които се определят с помощта на мас спектрометър) и определени стойности на техните физични свойства са били свързани помежду си. Следователно те могат да бъдат предсказвани чрез математически приближения. Британският химик Джон Нюландс, работи на основата, разработена от Dobereiner, и по този начин успя да подреди елементите в таблица с групи от елементи на относителни атомни маси във нарастваща форма; С това групиране британците се стремяха да разработят таблица, в която да има модел на периодични повторения на физични свойства на елементите. Тъй като подобни повторения са групирани около 8 елемента, те са обозначени с името на „Закон на октавите“.
- Лотар Майер: Той е известен с разширяването на знанията в областта на изучаването на връзката на физическите свойства и атомните свойства на компонентите. Неговата работа допълва и от своя страна е независима от работата на Менделеев.
- Дмитрий Менделеев: Въз основа на постулатите на периодичен закон, този учен разработи най-успешната работа по класификация на елементи, която все още е в сила (с модификации, в които са добавени новите открити елементи. Той класифицира елементите, като вземе предвид тяхната електроотрицателност, и имаше визията да оставя кутии, където няма елемент годни, предвиждайки, че ще се побере елемент, който все още не е открит. Известни елементи, които са избягали от параметрите на поръчката, са отбелязани отделно, вместо да бъдат включени произволно (грешка, направена от Lavoisier и Newlands). По отношение на електроотрицателността в таблицата, основното правило е: Електроотрицателността е стойност, която се увеличава, когато се придвижваме вдясно от масата, наблюдавайки намаляване при преместване наляво. Елементите в горната част на таблицата имат по-високи стойности на електроотрицателност.
Скали за електроотрицателност
Различните стойности на електроотрицателност определят вида на образуваната връзка, следователно изследването на този процес е обект на интерес и са разработени два постулата:
Скала на Полинг: Според проучванията на Полинг е установено, че електроотрицателността е променливо свойство, тъй като зависи от степента на окисление на елемента. Наблюденията му му позволиха да определи, че ако се направи изваждане или разлика на електроотрицателността, можем да предскажем вида на връзката, която ще се образува, тъй като той установява скала:
- Йонна връзка: Градиент на електроотрицателност, по-голям или равен на 1.7. Тази връзка обикновено възниква между метални и неметални елементи.
- Ковалентна връзка: Когато разликата е в диапазона от 1.7 до 0.4. Често се срещат в неметални съединения.
- Полярна връзка: За разлики, равни или по-малки от 0.4.
Скала на Mulliken: Той се основава на електронния афинитет на елементите, който определя тяхната склонност да придобиват отрицателен заряд, което определя способността на елемента да приема електрони. Той работи и с йонни потенциали, които от своя страна определят предразположението на елемента да поеме положителен заряд (положително заредени елементи са тези, които отдават електрони от последната си обвивка). Тази скала работи със средни стойности.