- Ensimmäinen ja toinen elektroninen sukulaisuus
- Ensimmäinen
- Toinen
- Kuinka elektroniaffiniteetti vaihtelee jaksotaulukossa
- Vaihtelu ytimen ja suojavaikutuksen mukaan
- Vaihtelu elektronikonfiguraation perusteella
- esimerkit
- Esimerkki 1
- Esimerkki 2
- Viitteet
Elektroninen affiniteetti tai elektro-affiniteetti on mitta energinen vaihtelu atomin kaasufaasissa, kun se sisältää elektronin sen valenssi kuori. Kun atomin A on hankkinut elektroni, tuloksena oleva anioni A - voi olla tai ei olla stabiilimpi kuin sen perustila. Siksi tämä reaktio voi olla endoterminen tai eksoterminen.
Tavanomaisesti, kun elektronivahvistus on endoterminen, positiiviselle merkille "+" osoitetaan elektronien affiniteettiarvo; Toisaalta, jos se on eksoterminen - eli se vapauttaa energiaa -, tämä arvo on annettu negatiiviseksi merkiksi "-". Missä yksiköissä nämä arvot ilmaistaan? KJ / mol tai eV / atomi.
Jos elementti olisi nestemäisessä tai kiinteässä faasissa, sen atomit olisivat vuorovaikutuksessa keskenään. Tämä aiheuttaisi elektronisen vahvistuksen vuoksi absorboituneen tai vapautuneen energian hajaantumisen näiden kaikkien joukkoon, mikä tuottaa epäluotettavia tuloksia.
Sitä vastoin kaasufaasissa niiden oletetaan olevan eristettyjä; toisin sanoen, he eivät ole vuorovaikutuksessa minkään kanssa. Joten tässä reaktiossa mukana olevat atomit ovat: A (g) ja A - (g). Tässä (g) tarkoittaa, että atomi on kaasufaasissa.
Ensimmäinen ja toinen elektroninen sukulaisuus
Ensimmäinen
Sähköinen vahvistusreaktio voidaan esittää seuraavasti:
A (g) + e - => A - (g) + E tai muodossa A (g) + e - + E => A - (g)
Ensimmäisessä yhtälössä E (energia) löytyy tuotteena nuolen vasemmalla puolella; ja toisessa yhtälössä energia lasketaan reaktiiviseksi, sijaitseen oikealla puolella. Toisin sanoen ensimmäinen vastaa eksotermistä elektronista vahvistusta ja toinen endotermistä elektronista vahvistusta.
Kuitenkin molemmissa tapauksissa vain yksi elektroni lisätään atomin A valenssikuoreen.
Toinen
On myös mahdollista, että kun negatiivinen ioni A - on muodostettu, se absorboi toisen elektronin:
A - (g) + e - => A 2– (g)
Toisen elektroniaffiniteetin arvot ovat kuitenkin positiivisia, koska negatiivisen ionin A - ja tulevan elektronin e - väliset sähköstaattiset heikentymiset on voitettava.
Mikä määrittää, että kaasumainen atomi "paremmin" vastaanottaa elektronin? Vastaus löytyy olennaisesti ytimestä, sisäisten elektronisten kuorien suojavaikutuksesta ja valenssikuoresta.
Kuinka elektroniaffiniteetti vaihtelee jaksotaulukossa
Yläkuvassa punaiset nuolet osoittavat suuntiin, joissa elementtien elektroninen affiniteetti kasvaa. Tästä elektroni-affiniteetti voidaan ymmärtää yhtenä jaksollisena ominaisuutena sillä ominaispiirteellä, että sillä on monia poikkeuksia.
Elektronien affiniteetti kasvaa nousee ryhmien läpi ja kasvaa myös vasemmalta oikealle jaksollista taulukkoa pitkin, etenkin fluoriatomin ympärillä. Tämä ominaisuus liittyy läheisesti atomisäteeseen ja sen kiertoratojen energiatasoihin.
Vaihtelu ytimen ja suojavaikutuksen mukaan
Ytimessä on protoneja, jotka ovat positiivisesti varautuneita hiukkasia, jotka kohdistavat houkuttelevan voiman atomin elektroniin. Mitä lähempänä elektronit ovat ytimessä, sitä suurempi vetovoima he tuntevat. Siten, kun etäisyys ytimestä elektroneihin kasvaa, sitä pienemmät houkuttelevat voimat ovat.
Lisäksi sisäkuoressa olevat elektronit auttavat "suojaamaan" ytimen vaikutusta uloimpien kuorien elektroniin: valenssielektroneihin.
Tämä johtuu elektronisista kielteistä negatiivisten maksujensa välillä. Tätä vaikutusta torjutaan kuitenkin lisäämällä atominumeroa Z.
Kuinka yllä oleva liittyy elektroniseen sukulaisuuteen? Sillä, että kaasumaisella atomilla A on suurempi taipumus saada elektroneja ja muodostaa pysyviä negatiivisia ioneja, kun suojausvaikutus on suurempi kuin tulevan elektronin ja valenssikuoren väliset heikentymiset.
Päinvastoin tapahtuu, kun elektronit ovat hyvin kaukana ytimestä ja niiden väliset heikkoudet eivät haittaa elektronista vahvistuksia.
Esimerkiksi ryhmässä laskeutuminen "avaa" uudet energiatasot, jotka lisäävät ytimen ja ulkoisten elektronien välistä etäisyyttä. Juuri tästä syystä siirryttäessä ylös ryhmiin, elektroninen sukulaisuus kasvaa.
Vaihtelu elektronikonfiguraation perusteella
Kaikilla orbitaaleilla on energiatasot, joten jos uusi elektroni vie korkeamman energian kiertoradan, atomin on absorboitava energiaa, jotta tämä olisi mahdollista.
Lisäksi tapa, jolla elektronit miehittävät kiertoradat, voi tai ei suosia elektronista vahvistuksia, erottaen siten atomien väliset erot.
Esimerkiksi, jos kaikki elektronit ovat parittomia p-orbitaaleissa, uuden elektronin sisällyttäminen aiheuttaa parillisen parin muodostumisen, joka kohdistaa toisiin elektroneihin heijastusvoimia.
Näin on typpiatomilla, jonka elektroniaffiniteetti (8 kJ / mol) on alhaisempi kuin hiiliatomilla (-122kJ / mol).
esimerkit
Esimerkki 1
Hapen ensimmäinen ja toinen elektroninen affiniteetti ovat:
O (g) + e - => O - (g) + (141 kJ / mol)
O - (g) + e - + (780 kJ / mol) => O 2 - (g)
O: n elektronikonfiguraatio on 1s 2 2s 2 2p 4. Siellä on jo parillinen elektronipari, joka ei voi ylittää ytimen houkuttelevaa voimaa; siksi elektroninen vahvistuksesta vapautuu energiaa, kun vakaa O - ioni on muodostettu.
Vaikka O 2–: lla on sama konfiguraatio kuin jalokaasun neonilla, sen elektroniset heikentymiset ylittävät ytimen houkuttelevan voiman, ja energian syöttö on välttämätöntä elektronin pääsyyn.
Esimerkki 2
Jos verrataan ryhmän 17 elementtien elektronisia sukulaisuuksia, saadaan seuraava:
F (g) + e - = F - (g) + (328 kJ / mol)
Cl (g) + e - = Cl - (g) + (349 kJ / mol)
Br (g) + e - = Br - (g) + (325 kJ / mol)
I (g) + e - = I - (g) + (295 kJ / mol)
Ylhäältä alas - ryhmässä laskeutuen - atomien säteet kasvavat, samoin kuin ytimen ja ulkoisten elektronien välinen etäisyys. Tämä aiheuttaa elektronisten sukulaisuuksien lisääntymistä; kuitenkin fluori, jolla pitäisi olla korkein arvo, korvataan kloorilla.
Miksi? Tämä poikkeavuus osoittaa elektronisten vasteiden vaikutuksen houkuttelevaan voimaan ja matalaan suojaukseen.
Koska fluori on hyvin pieni atomi, fluori "kondensoi" kaikki elektronit pienessä tilavuudessa aiheuttaen suuremman vastineen tulevalle elektronille kuin sen volyymimaisemmat yhdisteet (Cl, Br ja I).
Viitteet
- Kemia LibreTexts. Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018, osoitteesta: chem.libretexts.org
- Jim Clark. (2012). Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018, osoitteesta: chemguide.co.uk
- Carl R. Nave. Pääryhmän elementtien elektronisuhteet. Haettu 4. kesäkuuta 2018, sivulta: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Professori N. De Leon. Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018, osoitteesta: iun.edu
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (27. toukokuuta 2016). Elektroniaffiniteetin määritelmä. Haettu 4. kesäkuuta 2018, osoitteesta: thinkco.com
- Cdang. (3. lokakuuta 2011). Elektroni-affiniteetin jaksollinen taulukko.. Haettu 4. kesäkuuta 2018, osoitteesta: commons.wikimedia.org
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 227 - 229.
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos., S. 29). Mc Graw Hill.