Российские ученые разработали новую шкалу электроотрицательности атомов, то есть их способности притягивать электроны других элементов. В отличие старой, которую разработал нобелевский лауреат Лайнус Полинг, новая шкала корректно отражает то, как ведут себя разные атомы при высоких давлениях или большой энергии связей между ними, отмечают авторы работы. Статью с ее описанием опубликовал научный журнал Nature Communications.

“К огромному удивлению, мы увидели, что увидели, что шкала Полинга не согласуется ни с теоретическими, ни с экспериментальными энергиями связей. Более того, это было известно в химической
литературе, но удовлетворительного решения предложено не было”, – рассказал один из авторов работы, профессор Сколковского института науки и технологий Артем Оганов.

Электроотрицательность – это одна из фундаментальных химических характеристик атома. Она показывает способность атома вступать в реакции и притягивать к себе электроны других атомов. Зная электроотрицательность вступающих в реакцию атомов, можно достаточно точно предсказать конечный результат реакции.

Это свойство открыл в начале XIX века шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус, а первую теорию электроотрицательности сформулировал в 1932 году Лайнус Полинг. Ученый связал ее с энергией связей между атомами. Последующие исследования показали, что электроотрицательность подчиняется тем же периодическим законам, что и другие свойства химических элементов.

По словам Оганова, идеи, которые сформулировал Полинг, при нормальных температурах и давлениях работают относительно неплохо. Однако в экспериментах при высоких давлениях и при опытах с веществами, электроотрицательность атомов которых очень сильно различается, предсказание теории Полинга существенно расходятся с данными наблюдений.

“Я понял, в чем корень проблем – ионная стабилизация молекулы представлялась Полингом как аддитивная добавка. Я изменил формулу, заменив эту аддитивную добавку на мупликативную. Поллинг прибавлял, а мы умножаем. У нас получилась очень красивая шкала, которая работает как при маленьких разностях в электроорицательности, так и при больших", – объясняет ученый.

Используя новые формулировки, российские ученые подготовили новую шкалу электроотрицательности элементов. По словам разработчиков, она одинаково хорошо работает при низких и высоких давлениях и правильно предсказывает характер взаимодействий как похожих друг на друга атомов, так и элементов с противоположных концов этой шкалы.

Ученые надеются, что их шкала найдет свое применение в самых разных областях химии и позволит химикам ускорить многие исследования.