Ένα από τα μεγάλα επιτεύγματα σε επιστημονικό επίπεδο ήταν η ταξινόμηση και οργάνωση των στοιχείων. Η μελέτη των ιδιοτήτων της ύλης χρονολογείται από την εποχή των αλχημιστών, οι επιστήμονες αυτής της περιοχής πάντα είχαν κατά νου τη σημασία της δημιουργίας ενός συστήματος ταξινόμησης, το οποίο θα επέτρεπε την ομαλή διαχείριση των στοιχείων που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή.
Από εκεί, ύστερα από πολλές προσπάθειες, αναπτύχθηκε ο γνωστός πίνακας των ηλεκτροναγορευτικότητας, γνωστός και ως περιοδικός πίνακας του Μεντελέγιεφ, ο οποίος είναι το πιο αποτελεσματικό σύστημα ταξινόμησης και οργάνωσης που έχουμε μέχρι στιγμής. Σε αυτό τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε συνάρτηση των ηλεκτροναγοραστικών τους, που είναι ένα μέτρο της ικανότητας των ηλεκτρονίων στο τελευταίο του κέλυφος να συνδυάζονται με άλλα άτομα, αλλά θα μιλήσουμε γι 'αυτό.
Τι είναι η ηλεκτροπαραγωγικότητα;
Πριν προχωρήσουμε πλήρως στο θέμα, είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι όλη η ύλη αποτελείται από άτομα, όπως ορίστηκε από τον John Dalton το 1803. Το άτομο είναι η στοιχειώδης και αδιαίρετη μονάδα ύλης, η οποία αποτελείται από έναν πυρήνα, γύρω από τον οποίο ηλεκτρόνια και Τα πρωτόνια περιστρέφονται σε ελλειπτικές τροχιές και είναι τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο τελευταίο στρώμα του στοιχείου στην κατάσταση συσσωμάτωσης που καθορίζει τη χωρητικότητα κάθε υλικού για να σχηματίσουν ενώσεις. Αυτό είναι που καθορίζει την ηλεκτροπαραγωγικότητα, την ικανότητα του ατόμου να συνδυάζεται μέσω δεσμών με άλλα άτομα.
Αυτή η διαδικασία καθορίζεται από τη δράση δύο ποσοτήτων:
- Ατομική μάζα: Ποια είναι η συνολική μάζα πρωτονίων και νετρονίων σε ένα μόνο άτομο.
- Ηλεκτρόνια σθένους: Αρνητικά φορτισμένα σωματίδια που βρίσκονται στο τελευταίο στρώμα του ατόμου, τα οποία αποτελούν την ποσότητα των σωματιδίων που είναι διαθέσιμα για την πραγματοποίηση της ανταλλαγής στο σχηματισμό ενώσεων.
Ανάπτυξη του πίνακα ηλεκτροπαραγωγικότητας
Στην αναζήτησή τους για επαρκή ταξινόμηση των στοιχείων, πολλοί επιστήμονες ανέπτυξαν ιδέες γύρω από το κατάλληλο σύστημα, μέσω του οποίου θα μπορούσαν να προσπελαστούν τα στοιχεία με ομαλό τρόπο, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητές τους. Οι ακόλουθοι επιστήμονες έκαναν σημαντικές συνεισφορές που συνέβαλαν στην ανάπτυξη του τρέχοντος πίνακα ηλεκτροναγορευτικότητας:
- Αντουάν Λαβουαζιέ: Η ταξινόμηση που έγινε από αυτόν τον επιστήμονα των στοιχείων πραγματοποιήθηκε αυθαίρετα, χωρίς να ληφθούν υπόψη κριτήρια ταξινόμησης, επομένως η κατάταξή του δεν ήταν πολύ επιτυχής.
- Johann Doberiner: Αυτός ο επιστήμονας είναι γνωστός για την ανάπτυξη των τριάδων που φέρουν το όνομά του. Ανέπτυξε μια μελέτη στην οποία ομαδοποίησε στοιχεία σε μια ομάδα τριών, βρίσκοντας συγκρίσεις ότι οι σχετικές ατομικές μάζες τους (που προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας φασματόμετρο μάζας), και ορισμένες τιμές των φυσικών τους ιδιοτήτων, σχετίζονται μεταξύ τους. Επομένως, θα μπορούσαν να προβλεφθούν μέσω μαθηματικών προσεγγίσεων. Βρετανός χημικός Τζον Νιούλαντς, εργάστηκε στη βάση που αναπτύχθηκε από τον Dobereiner και κατάφερε να ταξινομήσει τα στοιχεία σε έναν πίνακα με ομαδοποιήσεις στοιχείων σχετικών ατομικών μαζών σε αυξανόμενη μορφή. Με αυτήν την ομαδοποίηση, οι Βρετανοί προσπάθησαν να αναπτύξουν έναν πίνακα όπου ένα μοτίβο περιοδικών επαναλήψεων του φυσικές ιδιότητες των στοιχείων. Δεδομένου ότι τέτοιες επαναλήψεις ομαδοποιήθηκαν περίπου 8 στοιχεία, σημειώθηκαν με το όνομα του "Νόμος των οκτάβων".
- Λόταρ Μάγιερ: Είναι γνωστός για την επέκταση της γνώσης στον τομέα της μελέτης της σχέσης των φυσικών ιδιοτήτων και των ατομικών ιδιοτήτων των συστατικών. Το έργο του ήταν συμπληρωματικό και, με τη σειρά του, ανεξάρτητο από το έργο που παρήγαγε ο Mendeleev.
- Ντμίτρι Μεντελέγιεφ: Με βάση τα αξιώματα του περιοδικός νόμος, αυτός ο επιστήμονας ανέπτυξε την πιο επιτυχημένη εργασία ταξινόμησης στοιχείων, η οποία εξακολουθεί να ισχύει (με τροποποιήσεις, στις οποίες έχουν προστεθεί τα νέα ανακαλυφθέντα στοιχεία. Ταξινόμησε τα στοιχεία λαμβάνοντας υπόψη τις ηλεκτροναγονητικότητές τους και είχε το όραμα να αφήνει κουτιά όπου δεν υπάρχει στοιχείο ταιριάζει, προβλέποντας ότι θα ταιριάζει σε ένα στοιχείο που δεν είχε ακόμη ανακαλυφθεί. Γνωστά στοιχεία που διέφυγαν από τις παραμέτρους παραγγελίας σημειώθηκαν ξεχωριστά, αντί να συμπεριληφθούν αυθαίρετα (λάθος που έκανε ο Lavoisier και ο Newlands). Όσον αφορά την ηλεκτροπαραγωγικότητα εντός του πίνακα, ο γενικός κανόνας είναι: Η ηλεκτροπαραγωγικότητα είναι μια τιμή που αυξάνεται καθώς κινούμαστε προς τα δεξιά του πίνακα, παρατηρώντας μια μείωση κατά την μετακίνηση προς τα αριστερά. Τα στοιχεία στο πάνω μέρος του πίνακα έχουν υψηλότερες τιμές ηλεκτροαραγωγικότητας.
Κλίμακες ηλεκτροπαραγωγικότητας
Οι διαφορετικές τιμές της ηλεκτροπαραγωγικότητας καθορίζουν τον τύπο του δεσμού που σχηματίστηκε, επομένως, η μελέτη αυτής της διαδικασίας ήταν το αντικείμενο ενδιαφέροντος και αναπτύχθηκαν δύο αξιώσεις:
Κλίμακα Pauling: Σύμφωνα με τις μελέτες του Pauling, διαπιστώθηκε ότι η ηλεκτροαραγωγικότητα είναι μια μεταβλητή ιδιότητα, καθώς εξαρτάται από την κατάσταση οξείδωσης του στοιχείου. Οι παρατηρήσεις του του επέτρεψαν να προσδιορίσει ότι, εάν έγινε αφαίρεση, ή διαφορά, των ηλεκτροναγορευτικότητας, θα μπορούσαμε να προβλέψουμε τον τύπο δεσμού που θα σχηματιστεί, αφού καθιέρωσε μια κλίμακα:
- Ιοντικός δεσμός: Ηλεκτροπαραγωγική κλίση μεγαλύτερη ή ίση με 1.7. Αυτός ο δεσμός εμφανίζεται συνήθως μεταξύ μεταλλικών και μη μεταλλικών στοιχείων.
- Ομοιοπολικό δεσμό: Όταν η διαφορά κυμαίνεται από 1.7 έως 0.4. Είναι σύνηθες να τα βλέπουμε σε μη μεταλλικές ενώσεις.
- Πολικός σύνδεσμος: Για διαφορές ίσες ή μικρότερες από 0.4.
Κλίμακα Mulliken: Βασίζεται στην ηλεκτρονική συγγένεια των στοιχείων, η οποία καθορίζει την τάση τους να αποκτούν αρνητικό φορτίο, που καθορίζει την ικανότητα ενός στοιχείου να δέχεται ηλεκτρόνια. Λειτουργεί επίσης με ιοντικά δυναμικά, τα οποία με τη σειρά τους καθορίζουν την προδιάθεση του στοιχείου να αναλάβει θετικό φορτίο (τα θετικά φορτισμένα στοιχεία είναι αυτά που δίνουν ηλεκτρόνια από το τελευταίο κέλυφος τους). Αυτή η κλίμακα λειτουργεί με μέσες τιμές.