La electronegatividad es uno de los modelos más conocidos para explicar por qué ocurren las reacciones químicas. Ahora, Martin Rahm de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, ha redefinido el concepto con una nueva, escala más completa. Su trabajo, realizado con colegas, incluido un premio Nobel, ha sido publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

La teoría de la electronegatividad se utiliza para describir con qué fuerza los diferentes átomos atraen electrones. Mediante el uso de escalas de electronegatividad, se puede predecir la distribución de carga aproximada en diferentes moléculas y materiales, sin necesidad de recurrir a complejos cálculos de mecánica cuántica o estudios espectroscópicos. Esto es vital para comprender todo tipo de materiales, así como para diseñar nuevos. Utilizado a diario por químicos e investigadores de materiales de todo el mundo, el concepto se origina en la investigación del químico sueco Jöns Jacob Berzelius en el siglo XIX y se enseña ampliamente en la escuela secundaria.

Ahora, Martin Rahm, Profesor asistente de química física en la Universidad Tecnológica de Chalmers, ha desarrollado una escala completamente nueva de electronegatividad.

"La nueva definición es la energía de enlace promedio de los electrones enlazados más externos y más débiles, comúnmente conocidos como electrones de valencia, " el explica.

"Derivamos estos valores combinando datos experimentales de fotoionización con cálculos mecánicos cuánticos. En general, la mayoría de los elementos se relacionan entre sí de la misma forma que en escalas anteriores. Pero la nueva definición también ha dado lugar a algunos cambios interesantes en los que los átomos han cambiado de lugar en el orden de electronegatividad. Adicionalmente, para algunos elementos, esta es la primera vez que se calcula su electronegatividad ".

Por ejemplo, en comparación con escalas anteriores, el oxígeno y el cromo se han movido en el ranking, en relación con los elementos más cercanos a ellos en la tabla periódica. La nueva escala abarca 96 elementos, un marcado aumento de versiones anteriores. La escala ahora corre desde el primer elemento, hidrógeno, al nonagésimo sexto, curio.

Una motivación para que los investigadores desarrollaran la nueva escala fue que, aunque existen varias definiciones diferentes del concepto, cada uno solo puede cubrir partes de la tabla periódica. Un desafío adicional para los químicos es cómo explicar por qué la electronegatividad a veces es incapaz de predecir la reactividad química o la polaridad de los enlaces químicos.

Una ventaja adicional de la nueva definición es cómo encaja en un marco más amplio que puede ayudar a explicar lo que sucede cuando las reacciones químicas no están controladas por la electronegatividad. En estas reacciones, que puede ser difícil de entender utilizando modelos químicos convencionales, están en funcionamiento interacciones complejas entre electrones. Lo que en última instancia determina los resultados de la mayoría de las reacciones químicas es el cambio en la energía total. En el nuevo periódico, los investigadores ofrecen una ecuación en la que la energía total de un átomo se puede describir como la suma de dos valores. Uno es la electronegatividad, y el segundo es la interacción de electrones promedio. La magnitud y el carácter de estos valores a medida que cambian durante una reacción revela la importancia relativa de la electronegatividad para influir en el proceso químico.

Hay infinitas formas de combinar los átomos en la tabla periódica para crear nuevos materiales. La electronegatividad proporciona un primer indicador importante de lo que se puede esperar de estas combinaciones.

"La escala es extensa, y espero que afecte en gran medida la investigación en química y ciencia de los materiales. La electronegatividad se usa de forma rutinaria en la investigación química y con nuestra nueva escala se pueden evitar una serie de cálculos mecánicos cuánticos complicados. La nueva definición de electronegatividad también puede ser útil para analizar estructuras electrónicas calculadas a través de la mecánica cuántica, haciendo que estos resultados sean más comprensibles, "dice Martin Rahm.