Yksi suurimmista saavutuksista tieteellisellä tasolla oli elementtien luokittelu ja organisointi. Aineen ominaisuuksien tutkiminen juontaa juurensa alkemistien aikaan, tämän alueen tutkijoilla oli aina mielessä luokitusjärjestelmän perustamisen merkitys, mikä mahdollistaisi tuolloin tunnettujen elementtien hallitun hallinnan.
Sieltä monien yritysten jälkeen kehitettiin tunnettu elektronegativiteettitaulukko, joka tunnetaan myös nimellä Mendelejevin jaksollinen taulukko, joka on tähän mennessä tehokkain luokitus- ja organisaatiojärjestelmä. Siinä elementit on järjestetty sisään niiden elektronegatiivisuudet, joka mittaa viimeisen kuoren elektronien kykyä yhdistyä muiden atomien kanssa, mutta puhumme siitä.
Mikä on elektronegatiivisuus?
Ennen kuin aloitat täysin aiheen, on tärkeää selventää, että kaikki aine koostuu atomista, kuten John Dalton määritteli vuonna 1803. Atomi on aineen alkuaine ja jakamaton yksikkö, joka koostuu ytimestä, jonka ympärillä elektronit ja protonit pyörivät elliptisillä kiertoradoilla, ja aggregaattitilassaan elementin viimeisessä kerroksessa läsnä olevat elektronit määrittää kunkin materiaalin kapasiteetin yhdisteiden muodostamiseksi. Tämä määrittelee elektronegatiivisuuden, atomin kyvyn yhdistää sidosten kautta muiden atomien kanssa.
Tämä prosessi määritetään kahden määrän vaikutuksella:
- Atomimassa: Mikä on protonien ja neutronien kokonaismassa yhdessä atomissa.
- Valenssielektronit: Negatiivisesti varautuneet hiukkaset, jotka sijaitsevat atomin viimeisessä kerroksessa, jotka muodostavat käytettävissä olevien hiukkasten määrän vaihdon suorittamiseksi yhdisteiden muodostuksessa.
Elektronegatiivisuustaulukon kehittäminen
Etsittäessään elementtien riittävää luokittelua monet tutkijat kehittivät ideoita siitä, mikä voisi olla sopiva järjestelmä, jonka kautta elementteihin pääsee käsiksi järjestäytyneellä tavalla, ottaen huomioon niiden ominaisuudet. Seuraavat tutkijat antoivat merkittävän panoksen, joka edisti nykyisen elektronegatiivisuustaulukon kehitystä:
- Antoine Lavoisier: Tämän tutkijan tekemä luokittelu elementeille suoritettiin mielivaltaisesti ottamatta huomioon mitään luokitteluperusteita, joten hänen luokittelunsa ei ollut kovin onnistunut.
- Johann Doberiner: Tämä tiedemies tunnetaan kehittämällä hänen nimensä kolmiot. Hän kehitti tutkimuksen, jossa hän ryhmitti elementit kolmen ryhmän joukkoon ja havaitsi vertailemalla, että niiden suhteellinen atomimassa (jotka määritetään massaspektrometrillä), ja tietyt niiden fysikaalisten ominaisuuksien arvot liittyivät toisiinsa. Siksi ne voitaisiin ennustaa matemaattisten likiarvojen avulla. Brittiläinen kemisti John newlands, työskenteli Dobereinerin kehittämien pohjalta ja onnistui siten järjestämään elementit taulukkoon, jossa suhteellisen atomimassan alkuaineiden ryhmittely kasvavassa muodossa; Tämän ryhmittymisen avulla britit pyrkivät kehittämään taulukon, jossa kaavio toistuvista toistoista fyysiset ominaisuudet. Koska tällaiset toistot ryhmiteltiin kahdeksan elementin ympärille, ne merkittiin nimellä "Oktaavien laki".
- Lothar Mayer: Hänet tunnetaan tietämyksen laajentamisesta komponenttien fysikaalisten ominaisuuksien ja atomiominaisuuksien suhteen. Hänen työnsä täydentänyt ja puolestaan riippumatonta Mendelejevin tuottamaa työtä.
- Dmitri Mendelejev: Perustuu postulaatteihin määräajolaki, tämä tutkija kehitti menestyneimmän, edelleen voimassa olevan elementtiluokitustyön (muutoksilla, joihin lisättiin uudet löydetyt elementit. Hän luokitteli elementit ottaen huomioon niiden elektronegatiivisuudet, ja hänellä oli visio jättää laatikot, joissa ei elementtejä sovi, ennakoiden, että sopisi elementti, jota ei ollut vielä löydetty. Tunnetut elementit, jotka pääsivät tilausparametreista, on merkitty erikseen mielivaltaisen sisällyttämisen sijaan (virhe, jonka ovat tehneet Lavoisier ja Newlands). Taulukon elektronegatiivisuuden osalta yleinen sääntö on: Elektronegatiivisuus on arvo, joka kasvaa, kun siirrymme taulukon oikealle puolelle ja havaitsemme laskun vasemmalle siirtyessä. Taulukon yläosassa olevilla elementeillä on korkeammat elektronegatiivisuusarvot.
Elektronegatiivisuuden asteikot
Eri elektronegatiivisuuden arvot määrittävät muodostuneen sidoksen tyypin, joten tämän prosessin tutkimus oli kiinnostava kohde, ja kehitettiin kaksi postulaattia:
Pauling-asteikko: Paulingin tutkimusten mukaan todettiin, että elektronegatiivisuus on vaihteleva ominaisuus, koska se riippuu alkuaineen hapetustilasta. Hänen havaintojensa avulla hän pystyi määrittämään, että jos sähköegatiivisuuksista vähennetään tai erotetaan, voimme ennustaa muodostuvan sidoksen tyypin, koska hän perusti asteikon:
- Ionisidos: Elektronegatiivisuuden gradientti on suurempi tai yhtä suuri kuin 1.7. Tämä sidos tapahtuu yleensä metallisten ja ei-metallisten elementtien välillä.
- Kovalenttisidos: Kun ero on välillä 1.7 - 0.4. On tavallista nähdä ne ei-metallisissa yhdisteissä.
- Polaarinen linkki: Jos erot ovat yhtä suuria tai pienempiä kuin 0.4.
Mulliken-asteikko: Se perustuu elementtien elektroniseen affiniteettiin, joka määrittää niiden taipumuksen hankkia negatiivinen varaus, mikä määrittää elementin kyvyn hyväksyä elektroneja. Se toimii myös ionipotentiaalien kanssa, jotka puolestaan määräävät elementin taipumuksen ottaa positiivinen varaus (positiivisesti varautuneita elementtejä ovat ne, jotka luovuttavat elektroneja viimeisestä kuorestaan). Tämä asteikko toimii keskiarvojen kanssa.