Skoltech化学家提出新的电负性尺度 重新定义了元素的电负性

Skoltech的化学家们提出了一种新的电负性尺度,并在《自然-通讯》上发表了他们的研究成果。美国化学家Linus Pauling在20世纪30年代提出的电负性概念是指原子吸引电子密度的能力。在化学键中,电负性较强的原子会获得额外的电子,成为负电荷,而电负性较弱的原子则会失去电子,成为正电荷。

电负性是一个基本的概念,对于解释从化学键的能量到化合物的稳定性以及晶体的颜色和硬度等一系列事物都至关重要。

此后,化学家们提出了各种电负性的定义和尺度。然而Pauling的尺度是第一个,也是最常见的一个,它几乎存在于每一本化学教科书中。Pauling从热化学中利用一些化学键的能量推导出他的电负性值,他提出了一个最简单的公式来计算由于原子间电负性差异而带来的键的稳定,但是后来人们发现,用Pauling的尺度所做的预测准确率相当低。

Skoltech教授Artem R. Oganov和研究科学家Christian Tantardini修改了Pauling的公式,并重新定义了元素的电负性,最终创造了一个新的电负性尺度。

"这一切都始于我们决定计算Pauling在压力下的电负性,高压力下的化学是相当奇异的。不过,一旦你发现元素在压力下的电负性是如何变化的,你就可能会明白很多事情。我们用Pauling的定义来计算正常情况下的电负性,然后惊奇地发现,他的尺度与理论或实验中显著离子分子的键能都不匹配。

"此外,化学文献中的许多出版物都提到了这种不一致的情况,但都没有提供一致的解决方案。我意识到,根本原因是Pauling把分子的离子稳定当作一种加法效应。如果我们认为它是一种乘法效应,许多弊端就会被消除。利用新的公式和化学键的实验能量,我们确定了所有元素的电负性,从而得到了一个美丽的尺度,它既适用于电负性的小差异,也适用于大差异。"Oganov教授解释说。

新的比例尺将电负性作为一个无维度的量,可以非常实用地准确再现分子的能量和化学反应。

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