Elektronegativite, kimyasal reaksiyonların neden oluştuğunu açıklayan en iyi bilinen modellerden biridir. İsveç, Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden Martin Rahm; bu kavramı yeni ve daha kapsamlı bir ölçekle yeniden tanımladı. Çalışmaları, Nobel Ödülü sahibi meslektaşları ile birlikte, Amerikan Kimya Derneği Dergisi’nde yayınlandı.
Elektronegativite teorisi, farklı atomların elektronları ne kadar güçlü çektiğini tanımlamak için kullanılır. Elektronegativite ölçekleri kullanarak, karmaşık kuantum mekanik hesaplamalara veya spektroskopik çalışmalara başvurmaya gerek kalmadan, farklı molekül ve malzemelerdeki yaklaşık yük dağılımını tahmin etmek mümkündür. Bu, her türlü materyali anlamak ve yenilerini tasarlamak için çok önemlidir. Tüm dünyadaki kimyagerler ve malzeme araştırmacıları tarafından günlük olarak kullanılan model; İsveçli Kimyager Jöns Jacob Berzelius’un 19. yüzyıldaki araştırmasından kaynaklanmaktadır ve lise düzeyinde yaygın olarak öğretilmektedir.
Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nde Fiziksel Kimyada Yardımcı Doçent olan Martin Rahm, yepyeni bir elektronegativite ölçeği geliştirdi.
Martin Rahm: “Yeni tanım, en yaygın ve en zayıf bağlı elektronların, genellikle değerlik elektronları olarak bilinen ortalama bağlanma enerjisidir. Bu değerleri deneysel fotoyonizasyon verilerini kuantum mekanik hesaplamaları ile birleştirerek elde ettik. Genel olarak çoğu eleman birbiriyle daha önceki ölçeklerde olduğu gibi ilişkilidir. Ancak yeni tanım, atomların elektronegatiflik sırasına göre yer değiştirdiği bazı ilginç değişikliklere de yol açtı. Ek olarak, bazı elementler için bu, elektronegatifliklerini ilk defa hesaplıyor.”
Örneğin, önceki ölçeklere kıyasla, hem oksijen ve hem de krom periyodik tabloda kendilerine en yakın elementlere göre sıralanmıştır. Yeni ölçek, önceki modele göre belirgin bir artışla 96 elemanı kapsamaktadır. Ölçek; şimdi ilk element olan hidrojenden doksan altıncı olan küriyum elementine kadar sıralanıyor.
Araştırmacıların yeni ölçeği geliştirmelerindeki motivasyon; kavramın, birkaç farklı tanımının mevcut olmasına rağmen, her birinin yalnızca periyodik tablonun bölümlerini kapsayabiliyor olmasıdır. Kimyacılar için ek bir zorluk, elektronegativitenin neden bazen kimyasal reaktivite veya kimyasal bağların polaritesini öngöremediğini açıklamaktır.
Yeni tanımlamanın bir başka avantajı; kimyasal reaksiyonlar elektronegatiflik tarafından kontrol edilmediğinde ne olacağını açıklamaya yardımcı olacak daha geniş bir çerçeveye nasıl uyduğudur. Geleneksel kimyasal modelleri kullanarak anlaşılması zor olabilecek bu reaksiyonlarda, elektronlar arasındaki karmaşık etkileşimler etkili olmaktadır. Sonuçta çoğu kimyasal reaksiyonun sonuçlarını belirleyen şey toplam enerjideki değişimdir. Yeni makalede, araştırmacılar bir atomun toplam enerjisinin iki değerin toplamı olarak tanımlanabileceği bir denklem sunmaktadır. Birincisi elektronegatiflik, ikincisi ise ortalama elektron etkileşimidir. Bir reaksiyon üzerinde değiştikçe bu değerlerin büyüklüğü ve karakteri, elektronegatifliğin kimyasal işlemi etkilemedeki göreceli önemini ortaya koymaktadır. Yeni malzemeler oluşturmak için periyodik tablodaki atomları birleştirmenin sonsuz yolları vardır. Elektronegativite, bu kombinasyonlardan ne beklenebileceğinin ilk önemli göstergesini sunar.
Martin Rahm: “Ölçek geniştir ve umarım kimya ve malzeme bilimi alanındaki araştırmaları büyük ölçüde etkiler. Elektronegatiflik rutin olarak kimyasal araştırmalarda kullanılır ve yeni ölçeğimizle bir dizi karmaşık kuantum mekanik hesaplaması önlenebilir. Elektronegatifliğin yeni tanımı, bu sonuçları daha anlaşılır hale getirerek kuantum mekaniği ile hesaplanan elektronik yapıların analizinde de faydalı olabilir.”
