Jedno od velikih postignuća na znanstvenoj razini bila je klasifikacija i organizacija elemenata. Proučavanje svojstava tvari datira još iz vremena alkemičara, znanstvenici ovog područja uvijek su imali na umu važnost uspostave sustava klasifikacije, koji bi omogućio uredno upravljanje elementima koji su bili poznati u to vrijeme.
Odatle je, nakon mnogih pokušaja, razvijena poznata tablica elektronegativnosti, poznata i kao Mendelejev periodni sustav, što je najučinkovitiji sustav klasifikacije i organizacije koji imamo do sada. U njemu su elementi raspoređeni u funkcija njihovih elektronegativnosti, što je mjera sposobnosti elektrona njegove posljednje ljuske da se kombiniraju s drugim atomima, ali o tome ćemo razgovarati.
Što je elektronegativnost?
Prije nego što u potpunosti pređemo na temu, važno je razjasniti da se sva materija sastoji od atoma, kako je to definirao John Dalton 1803. Atom je elementarna i nedjeljiva jedinica materije koja se sastoji od jezgre oko koje se elektroni i protoni se okreću u eliptičnim orbitama, a to su elektroni prisutni u posljednjem sloju elementa u agregatnom stanju određuje kapacitet svakog materijala da nastanu spojevi. To je ono što definira elektronegativnost, sposobnost atoma da se kombinira putem veza s drugim atomima.
Taj je postupak definiran djelovanjem dviju veličina:
- Atomska masa: Kolika je ukupna masa protona i neutrona u jednom atomu.
- Valentni elektroni: Negativno nabijene čestice smještene u posljednjem sloju atoma, koje čine količinu čestica dostupnih za provođenje izmjene u stvaranju spojeva.
Razvoj tablice elektronegativnosti
U potrazi za odgovarajućom klasifikacijom elemenata, mnogi su znanstvenici razvili ideje oko toga što bi mogao biti prikladan sustav, putem kojeg bi se elementima moglo uredno pristupiti, uzimajući u obzir njihova svojstva. Sljedeći su znanstvenici dali važan doprinos razvoju trenutne tablice elektronegativnosti:
- Antoine Lavoisier: Klasifikacija elemenata koju je izvršio ovaj znanstvenik provedena je proizvoljno, ne uzimajući u obzir bilo kakve kriterije klasifikacije, tako da njegova klasifikacija nije bila vrlo uspješna.
- Johann Doberiner: Ovaj je znanstvenik poznat po razvoju trijada koje nose njegovo ime. Razvio je studiju u kojoj je elemente grupirao u skupinu od troje, uspoređujući uspoređujući da je njihova relativna atomska masa (koji se određuju pomoću masenog spektrometra), a određene vrijednosti njihovih fizičkih svojstava bile su međusobno povezane. Stoga bi ih se moglo predvidjeti matematičkim aproksimacijama. Britanski kemičar John newlands, radio na osnovi koju je razvio Dobereiner, i tako uspio poredati elemente u tablici s grupama elemenata relativne atomske mase u sve većem obliku; Ovim su grupiranjem Britanci pokušali razviti tablicu na kojoj se nalazi obrazac periodičnih ponavljanja fizikalna svojstva elemenata. Budući da su takva ponavljanja grupirana oko 8 elemenata, označena su imenom "Zakon oktave".
- Lothar Mayer: Poznat je po širenju znanja na polju proučavanja odnosa fizikalnih svojstava i atomskih svojstava komponenata. Njegovo je djelo nadopunjavalo i, zauzvrat, neovisno od djela Mendelejeva.
- Dmitrij Mendelejev: Na temelju postulata periodični zakon, ovaj je znanstvenik razvio najuspješniji rad na klasifikaciji elemenata koji je i dalje na snazi (s izmjenama u koje su dodani novi otkriveni elementi. Elemente je klasificirao uzimajući u obzir njihovu elektronegativnost i imao je viziju ostavljanja kutija u kojima nema elemenata odgovarajući, predviđajući da će tu stati element koji još nije otkriven. Poznati elementi koji su izbjegli parametre reda zabilježeni su odvojeno, umjesto da budu proizvoljno uključeni (grešku napravili Lavoisier i Newlands). Što se tiče elektronegativnosti unutar tablice, opće je pravilo: Elektronegativnost je vrijednost koja se povećava kako se pomičemo udesno od stola, uočavajući pad pri kretanju ulijevo. Elementi na vrhu tablice imaju veće vrijednosti elektronegativnosti.
Vage elektronegativnosti
Različite vrijednosti elektronegativnosti određuju vrstu nastale veze, stoga je proučavanje ovog procesa bilo predmet interesa, a razvijena su dva postulata:
Pauling skala: Prema Paulingovim studijama utvrđeno je da je elektronegativnost promjenjivo svojstvo, jer ovisi o oksidacijskom stanju elementa. Njegova su mu promatranja omogućila da utvrdi da, ako se izvrši oduzimanje ili razlika elektronegativnosti, možemo predvidjeti vrstu veze koja će se stvoriti, budući da je uspostavio ljestvicu:
- Jonska veza: Gradijent elektronegativnosti veći ili jednak 1.7. Ta se veza obično događa između metalnih i nemetalnih elemenata.
- Kovalentna veza: Kada je razlika u rasponu od 1.7 do 0.4. Uobičajeno ih je vidjeti u nemetalnim spojevima.
- Polarna veza: Za razlike jednake ili manje od 0.4.
Mullikenova ljestvica: Temelji se na elektroničkom afinitetu elemenata, koji definira njihovu tendenciju stjecanja negativnog naboja, što definira sposobnost elementa da prihvati elektrone. Također radi s ionskim potencijalima, koji zauzvrat određuju predispoziciju elementa da preuzme pozitivan naboj (pozitivno nabijeni elementi su oni koji doniraju elektrone iz svoje posljednje ljuske). Ova skala radi s prosječnim vrijednostima.