電負(fù)性是解釋化學(xué)反應(yīng)發(fā)生原因的最著名的模型之一?，F(xiàn)在，來(lái)自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的Martin Rahm重新定義了這個(gè)概念，并以更全面，更全面的方式進(jìn)行了重新定義。他與包括諾貝爾獎(jiǎng)獲得者在內(nèi)的同事共同完成的工作已發(fā)表在“美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志”上。

電負(fù)性理論用于描述不同原子吸引電子的強(qiáng)烈程度。通過(guò)使用電負(fù)性標(biāo)度，可以預(yù)測(cè)不同分子和材料中的近似電荷分布，而無(wú)需采用復(fù)雜的量子力學(xué)計(jì)算或光譜研究。這對(duì)于理解各種材料以及設(shè)計(jì)新材料至關(guān)重要。世界各地的化學(xué)家和材料研究人員每天使用這個(gè)概念，這個(gè)概念起源于瑞典化學(xué)家JönsJacobBerzelius在19世紀(jì)的研究，并在高中階段廣泛傳授。

現(xiàn)在，查爾姆斯理工大學(xué)物理化學(xué)助理教授Martin Rahm開(kāi)發(fā)了一種全新的電負(fù)性規(guī)模。

“新的定義是最外層和最弱的束縛電子的平均結(jié)合能 - 通常稱(chēng)為價(jià)電子，”他解釋說(shuō)。

“我們通過(guò)將實(shí)驗(yàn)光電離數(shù)據(jù)與量子力學(xué)計(jì)算結(jié)合起來(lái)得出這些值。大體上，大多數(shù)元素以與早期尺度相同的方式相互關(guān)聯(lián)。但新定義也導(dǎo)致了原子轉(zhuǎn)換位置的一些有趣變化。此外，對(duì)于某些元素，這是他們首次計(jì)算出它們的電負(fù)性。“

例如，與早期的尺度相比，氧氣和鉻都在排名中移動(dòng)，相對(duì)于元素周期表中最接近它們的元素。新規(guī)模包含96個(gè)元素，與以前的版本相比有顯著增長(zhǎng)。現(xiàn)在，規(guī)模從第一個(gè)元素氫，到第九十六，cur。

研究人員開(kāi)發(fā)新規(guī)模的一個(gè)動(dòng)機(jī)是，盡管存在幾種不同的概念定義，但每種定義只能涵蓋周期表的部分內(nèi)容。化學(xué)家面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是如何解釋為什么電負(fù)性有時(shí)無(wú)法預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)性或化學(xué)鍵的極性。

新定義的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它如何適應(yīng)更廣泛的框架，可以幫助解釋當(dāng)化學(xué)反應(yīng)不受電負(fù)性控制時(shí)會(huì)發(fā)生什么。在使用常規(guī)化學(xué)模型難以理解的這些反應(yīng)中，電子之間的復(fù)雜相互作用起作用。最終決定大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)結(jié)果的是總能量的變化。在新論文中，研究人員提供了一個(gè)方程式，其中原子的總能量可以描述為兩個(gè)值的總和。一個(gè)是電負(fù)性，第二個(gè)是平均電子相互作用。當(dāng)這些值在反應(yīng)中發(fā)生變化時(shí)，這些值的大小和特征揭示了電負(fù)性在影響化學(xué)過(guò)程中的相對(duì)重要性。

有無(wú)數(shù)種方法可以組合周期表中的原子來(lái)創(chuàng)建新材料。電負(fù)性提供了這些組合可以預(yù)期的第一個(gè)重要指標(biāo)。

“規(guī)模是廣泛的，我希望它將極大地影響化學(xué)和材料科學(xué)的研究。電負(fù)性常規(guī)用于化學(xué)研究，并且我們的新規(guī)?？梢员苊庠S多復(fù)雜的量子力學(xué)計(jì)算。電負(fù)性的新定義也可以通過(guò)使這些結(jié)果更易于理解，可用于分析通過(guò)量子力學(xué)計(jì)算的電子結(jié)構(gòu)，“Martin Rahm說(shuō)。