Електронна афинитет, как се различава в периодичната таблица и примери



на електронен афинитет или електроафинитетът е мярка за изменението на енергията на атома в газовата фаза, когато той включва в своя валентна обвивка електрон. След като електроните са придобити от атом А, полученият анион А- тя може да бъде по-стабилна или не от базалното си състояние. Следователно, тази реакция може да бъде ендотермична или екзотермична.

По правило, когато печалбата на електрона е ендотермична, на стойността на електронния афинитет се приписва положителен знак "+"; Вместо това, ако е екзотермична - т.е. тя освобождава енергия - на тази стойност се дава отрицателен знак "-". В кои единици са изразени тези стойности? В kJ / mol, или в EV / атом.

Ако елементът е в течна или твърда фаза, техните атоми ще взаимодействат помежду си. Това би довело до разпръскване на енергията, погълната или освободена, поради електронната печалба между всички тези, което води до ненадеждни резултати.

За разлика от това, в газовата фаза се приема, че те са изолирани; С други думи, те не взаимодействат с нищо. Тогава атомите, включени в тази реакция, са: А (g) и А-(G). Тук (g) означава, че атомът е в газова фаза.

индекс

  • 1 Първо и второ електронно сходство
    • 1.1 Първо
    • 1.2 Второ
  • 2 Как електронен афинитет варира в периодичната таблица
    • 2.1 Изменение на сърцевината и ефекта на екраниране
    • 2.2 Вариации по електронна конфигурация
  • 3 Примери
    • 3.1 Пример 1
    • 3.2 Пример 2
  • 4 Препратки

Първо и второ електронно сходство

първи

Реакцията на електронната печалба може да бъде представена като:

А (g) + e- => A-(g) + Е, или като А (g) + e- + E => A-(G)

В първото уравнение, Е (енергия) се намира като продукт от лявата страна на стрелката; и във второто уравнение енергията се отчита като реактивна, като се намира от дясната страна. Това означава, че първият отговаря на екзотермично електронно усилване, а второто на електронно ендотермично усилване.

Но и в двата случая само един електрон добавя към валентната обвивка на атома А.

втори

Възможно е също така, след като се формира отрицателният йон А-, отново поглъща друг електрон:

А-(g) + e- => A2-(G)

Въпреки това, стойностите за втория електронен афинитет са положителни, тъй като електростатичните отблъсквания между отрицателния йон А трябва да бъдат преодолени- и входящия електрон и-.

Какво определя, че газообразният атом "получава" по-добър електрон? Отговорът е основно в ядрото, в екраниращия ефект на вътрешните електронни слоеве и във валентния слой.

Как електронен афинитет варира в периодичната таблица

В горното изображение червените стрелки показват посоките, в които се увеличава електронният афинитет на елементите. От тук можем да разберем електронния афинитет като едно от периодичните свойства, с особеността, че той предлага много изключения.

Електронният афинитет се увеличава възходящо през групите и също се увеличава от ляво на дясно през периодичната таблица, особено от околността на флуорния атом. Това свойство е тясно свързано с атомния радиус и енергийните нива на неговите орбитали.

Вариация на сърцевината и ефекта на екраниране

Ядрото има протони, които са положително заредени частици, които упражняват атрактивна сила върху електроните на атома. Колкото по-близо са електроните в ядрото, толкова по-голяма е привличането, което чувстват. Така, когато разстоянието от ядрото до електроните се увеличава, силите на привличане са по-малко.

В допълнение, електроните на вътрешния слой помагат да "защитят" ефекта на ядрото върху електроните на най-външните слоеве: валентните електрони.

Това се дължи на самите електронни отблъсквания сред отрицателните им заряди. Този ефект обаче се противодейства от увеличаването на атомния номер Z.

Каква е връзката между първия и електронния афинитет? Това, че газообразният атом А ще има по-голяма склонност да получава електрони и да формира стабилни отрицателни йони, когато екраниращият ефект е по-голям от отблъскванията между входящия електрон и тези на валентния слой.

Обратното се случва, когато електроните са много далеч от ядрото и отблъскванията между тях не влошават електронното усилване.

Например, когато слизате в група, "новите" енергийни нива са "отворени", което увеличава разстоянието между ядрото и външните електрони. Поради тази причина, когато възходящите групи увеличават електронните афинитети.

Вариация чрез електронна конфигурация

Всички орбитали имат своите енергийни нива, така че ако новият електрон ще заеме по-висока орбитална енергия, атомът ще трябва да абсорбира енергия, за да направи това възможно.

Освен това начинът, по който електрони заемат орбитали, може или не може да благоприятства електронното усилване, като по този начин се различават разликите между атомите..

Например, ако всички електрони са несдвоени в р-орбиталите, включването на нов електрон ще предизвика образуването на съответстваща двойка, която упражнява отблъскващи сили върху другите електрони..

Такъв е случаят за азотния атом, чийто електронен афинитет (8kJ / mol) е по-нисък, отколкото за въглеродния атом (-122kJ / mol).

Примери

Пример 1

Първият и вторият електронен афинитет за кислород са:

О (g) + e- => O-(g) + (141kJ / mol)

О-(g) + e- + (780 kJ / mol) => 02-(G)

Електронната конфигурация за O е 1s22s22P4. Вече има сдвоен чифт електрони, които не могат да преодолеят атрактивната сила на ядрото; следователно, електронното извличане освобождава енергия след формиране на стабилен Оон-.

Обаче, макар че O2- той има същата конфигурация като неоновия благороден газ, електронните му отблъсквания превишават атрактивната сила на ядрото и за да се позволи влизането на електрона, е необходим енергиен принос..

Пример 2

Ако сравните електронните афинитети на елементите от група 17, ще имате следното:

F (g) + e- = F-(g) + (328 kJ / mol)

Cl (g) + e- = С1-(g) + (349 kJ / mol)

Br (g) + e- = Br-(g) + (325 kJ / mol)

I (g) + e- = I-(g) + (295 kJ / mol)

От горе до долу - надолу в групата - увеличават се атомните радиуси, както и разстоянието между ядрото и външните електрони. Това води до увеличаване на електронните афинитети; флуорът, който трябва да има най-голяма стойност, се превишава от хлора.

Защо? Тази аномалия показва ефекта на електронните отблъсквания върху атрактивната сила и ниската защита.

Тъй като той е много малък атом, флуорът "кондензира" всичките си електрони в малък обем, причинявайки по-голямо отблъскване на входящия електрон, за разлика от по-голямата си маса (Cl, Br и I).

препратки

  1. Химия LibreTexts. Електронна афинитет. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: chem.libretexts.org
  2. Джим Кларк (2012). Електронна афинитет. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: chemguide.co.uk
  3. Карл Р. Нейв. Електронни афинити на елементите от основната група. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Проф. Н. Де Леон. Електронна афинитет. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 май 2016 г.). Определение на афинитета на електроните. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: thoughtco.com
  6. Cdang. (3 октомври 2011 г.). Периодична таблица на електронен афинитет. [Фигура]. Възстановен на 4 юни 2018 г. от: commons.wikimedia.org
  7. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning, стр. 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия (Четвърто издание, стр. 29). Mc Graw Hill.