Üks suur saavutus teaduslikul tasandil oli elementide klassifitseerimine ja korraldamine. Aine omaduste uurimine pärineb alkeemikute ajast, selle piirkonna teadlased pidasid alati silmas klassifitseerimissüsteemi loomise tähtsust, mis võimaldaks sel ajal teadaolevate elementide korralikku haldamist.
Sealt edasi arendati pärast mitmeid katseid tuntud elektronegatiivsuste tabel, tuntud ka kui Mendelejevi perioodilisustabel, mis on seni kõige tõhusam klassifikatsiooni- ja organisatsioonisüsteem. Selles on elemendid paigutatud nende elektronegatiivsuste funktsioon, mis mõõdab tema viimase kesta elektronide võimet teiste aatomitega kombineeruda, kuid me räägime sellest.
Mis on elektronegatiivsus?
Enne teema täielikku käsitlemist on oluline selgitada, et kogu aine koosneb aatomitest, nagu määratles John Dalton aastal 1803. Aatom on aine elementaarne ja jagamatu üksus, mis koosneb tuumast, mille ümber elektronid ja prootonid pöörlevad elliptilistes orbiitides ja elemendid on agregeerituna elemendi viimases kihis määrab iga materjali mahutavuse ühendite moodustamiseks. See määratlebki elektronegatiivsuse, aatomi võime ühendada sidemete kaudu teiste aatomitega.
See protsess on määratletud kahe suuruse toimel:
- Aatomimass: Kui suur on prootonite ja neutronite kogu mass ühes aatomis.
- Valentselektronid: Negatiivselt laetud osakesed, mis asuvad aatomi viimases kihis, mis moodustavad osakeste koguse, mis on saadaval ühendite moodustamisel vahetamiseks.
Elektronegatiivsuse tabeli väljatöötamine
Elementide piisava klassifikatsiooni otsimisel töötasid paljud teadlased välja ideed selle kohta, milline võiks olla sobiv süsteem, mille kaudu oleks elementidele võimalik nende omadusi arvestades korrapäraselt juurde pääseda. Järgmised teadlased andsid olulise panuse, mis aitas kaasa praeguse elektronegatiivsuste tabeli väljatöötamisele:
- Antoine Lavoisier: Selle teadlase klassifitseerimine elementide jaoks toimus meelevaldselt, arvestamata ühtegi klassifitseerimiskriteeriumit, mistõttu tema klassifikatsioon ei olnud eriti edukas.
- Johann Doberiner: See teadlane on tuntud tema nime kandvate triaadide arendamise poolest. Ta töötas välja uuringu, milles ta rühmitas elemendid kolme rühma, leides võrdluste põhjal, et nende suhteline aatommass (mis määratakse massispektromeetri abil) ja nende füüsikaliste omaduste teatud väärtused olid omavahel seotud. Seetõttu sai neid ennustada matemaatiliste lähenduste abil. Briti keemik John newlands, töötas Dobereineri väljatöötatud põhjal ja suutis seega tellida elemendid tabelisse, kus relatiivsete aatommasside elementide rühmad olid kasvavas vormis; Selle rühmituse abil püüdsid britid välja töötada tabeli, kus perioodiliste korduste muster elementide füüsikalised omadused. Kuna sellised kordused olid rühmitatud kaheksa elemendi ümber, tähistati neid nimega "Oktaavide seadus".
- Lothar Mayer: Ta on tuntud teadmiste laiendamise poolest komponentide füüsikaliste omaduste ja aatomiomaduste seose uurimisel. Tema töö täiendas Mendelejevi teost ja oli sellest omakorda sõltumatu.
- Dmitri Mendelejev: Põhineb postulaatide perioodiline seadus, töötas see teadlane välja kõige edukama elementide klassifitseerimise töö, mis on endiselt jõus (koos muudatustega, kuhu on lisatud uued avastatud elemendid. Ta klassifitseeris elemendid, võttes arvesse nende elektronegatiivsust, ja tal oli visioon jätta lahtrid sinna, kus ühtegi elementi pole sobib, eeldades, et sinna mahub element, mida pole veel avastatud. Tuntud elemendid, mis pääsesid tellimuse parameetritest, märgiti eraldi, meelevaldse kaasamise asemel (Lavoisieri ja Newlandsi viga). Tabelis sisalduva elektronegatiivsuse osas on üldreegel järgmine: Elektronegatiivsus on väärtus, mis suureneb, kui liigume tabelist paremale, jälgides langust vasakule liikumisel. Tabeli ülaosas olevatel elementidel on kõrgemad elektronegatiivsuse väärtused.
Elektronegatiivsuse skaalad
Erinevad elektronegatiivsuse väärtused määravad moodustunud sideme tüübi, seetõttu oli selle protsessi uurimine huvipakkuv ja töötati välja kaks postulaati:
Paulingi skaala: Paulingu uuringute kohaselt tehti kindlaks, et elektronegatiivsus on muutuv omadus, kuna see sõltub elemendi oksüdatsiooniastmest. Tema tähelepanekud võimaldasid tal kindlaks teha, et kui elektronegatiivsuste lahutamine või erinevus tehti, võime ennustada tekkiva sideme tüüpi, kuna ta kehtestas skaala:
- Iooniline side: Elektronegatiivsuse gradient on suurem või võrdne 1.7. See side tekib tavaliselt metalliliste ja mittemetalsete elementide vahel.
- Kovalentne side: Kui erinevus on vahemikus 1.7 kuni 0.4. On tavaline, et neid nähakse mittemetalsetes ühendites.
- Polaarne link: Kui erinevused on 0.4 või vähem.
Mullikeni skaala: See põhineb elementide elektroonilisel afiinsusel, mis määratleb nende kalduvuse omandada negatiivne laeng, mis määratleb elemendi võime elektrone vastu võtta. See töötab ka ioonpotentsiaalidega, mis omakorda määravad elemendi eelsoodumuse positiivse laengu omandamiseks (positiivselt laetud elemendid on need, mis annetavad elektronid oma viimasest kestast). See skaala töötab keskmiste väärtustega.