Nieuws

Gemangelde atomen

Arjen Dijkgraaf | vrijdag 19 maart 2021

In Zweden is een rekenmethode ontwikkeld die de elektronegativiteit van atomen relateert aan de druk. Je kunt er bijvoorbeeld chemische reacties in het binnenste van planeten mee voorspellen.

Er wordt een online-database meegeleverd die de resultaten van de berekeningen laat zien voor de eerste 96 elementen in het Periodiek Systeem (op Th, U en Np na), bij drukken van 0 tot 300 GPa.

Wat Martin Rahm en collega’s van Chalmers University of Technology in Göteborg en de universiteit van Padua in eerste instantie voorspellen, zijn vanderwaalsstralen. Die zijn een maat voor de onderlinge afstand van twee atomen die niet met elkaar reageren: een compromis tussen de mate waarin hun elektronenwolken elkaar afstoten terwijl ze elkaars atoomkernen aantrekken. Het ligt voor de hand dat vanderwaalsstralen afhankelijk zijn van de druk, en dat een afnemende vanderwaalsstraal de elektronegativiteit van een atoom beïnvloedt omdat elektronen dichter tegen de positief geladen kern worden gedrukt. Dat gaat niet bij alle elementen even hard en je mag dus verwachten dat bij stijgende druk hun onderlinge chemie verandert. 

Die vanderwaalsstralen kun je eigenlijk alleen goed meten bij edelgassen. Andere atomen reageren immers wel met elkaar. Als voorbeeld noemt Rahm waterstof, waarbij je met twee stralen hebt te maken: de halve afstand tussen twee atomen in H2, en die tussen twee H2-moleculen.

Vandaar zijn streven om deze stralen te voorspellen met dichtheidsfunctionaaltheorie en andere kwantummechanica. Dat gebeurt door losse atomen virtueel samen te persen tussen - alweer - edelgasatomen, die ook in die situatie nergens mee reageren. Eerder publiceerde hij er over in JACS  en in ChemPhysChem, en zojuist verscheen in Chemical Science een vervolg dat het verband met de elektronegativiteit legt. 

Als voorbeeld licht Rahm er het verschil in elektronegativiteit uit tussen ijzer en silicium, twee veel voorkomende elementen in de aardmantel. Bij zowel 30 als 144 GPa zit daar een grote sprong in, doordat elektronen van de ijzeratomen verhuizen naar andere orbitalen. De chemische gevolgen moeten nog worden uitgezocht, maar ze zijn er ongetwijfeld.

Rahm, M. et al. (2021) Chem Sci 12(7)

KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

Logo KVCV

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

facebook

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Mens & Molecule.

Meld je nu aan!