Новый подход к понятию электроотрицательности позволил объяснить неожиданные свойства элементов при высоких давлениях

Исследователи впервые рассчитали электроотрицательность химических элементов при давлениях, отличающихся от стандартного. Это позволило теоретически обосновать многочисленные аномалии химии высоких давлений. Об итогах исследования сообщается в пресс-релизе Сколтеха.

Электроотрицательностью называют способность атома отдавать или принимать электроны. Атомы с низкой электроотрицательностью легко отдают электрон, а с высокой — отнимают его у других атомов. Однако введенное в 1934 году Робертом Малликеном определение электроотрицательности принципиально применимо лишь при нулевом давлении. В новом исследовании профессор Сколтеха Артём Оганов и его китайские коллеги, модифицировав это определение, рассчитали электроотрицательности при давлениях от 0 до 5 млн атмосфер для всех элементов таблицы Менделеева вплоть до 96-го.

Расчет электроотрицательности по Малликену отталкивается от энергии ионизации атома (насколько трудно оторвать от него электрон) и энергии сродства к электрону (насколько охотно атом присоединяет электрон из вакуума). Полусумма этих величин дает электроотрицательность, а полуразность — химическую жесткость, причем при нормальных условиях эти характеристики близки, потому что сродство к электрону у большинства атомов невелико. В результате химики обычно не рассматривают химическую жесткость. Но под высоким давлением всё меняется.

«При высоких давлениях эти два параметра ведут себя по-разному и имеют разный физический смысл: для твердого вещества химическая жесткость — это ширина запрещенной зоны, а она определяет, будет это вещество металлом, неметаллом или полупроводником, — рассказывает Оганов. — Электроотрицательность же имеет смысл химического потенциала электрона в атоме (для твердого тела она равна энергии