Elektroninen affiniteetti Miten se vaihtelee jaksollisessa taulukossa ja esimerkeissä



elektroninen affiniteetti tai elektroaffiniteetti on atomin energiamuutoksen mittakaava kaasufaasissa, kun se sisältää elektronin valenssikuoriinsa. Kun atomi A on hankkinut elektronin, tuloksena oleva anioni A- se voi olla vakaampi tai ei sen perusasema. Siksi tämä reaktio voi olla endoterminen tai eksoterminen.

Yleisesti, kun elektronin vahvistus on endoterminen, elektronisen affiniteetin arvoon on osoitettu positiivinen merkki "+"; sen sijaan, jos se on eksoterminen - eli se vapauttaa energiaa - tämä arvo saa negatiivisen merkin "-". Missä yksiköissä nämä arvot ilmaistaan? KJ / mol tai eV / atomissa.

Jos elementti oli nestemäisessä tai kiinteässä faasissa, niiden atomit olisivat vuorovaikutuksessa keskenään. Tämä aiheuttaisi sähköisen voiton vuoksi absorboituneen tai vapautuneen energian hajaantumisen kaikkien näiden kesken, mikä johtaa epäluotettaviin tuloksiin.

Sitä vastoin kaasufaasissa oletetaan, että ne on eristetty; Toisin sanoen he eivät ole vuorovaikutuksessa mitään. Sitten tässä reaktiossa mukana olevat atomit ovat: A (g) ja A-(G). Tässä (g) tarkoittaa, että atomi on kaasufaasissa.

indeksi

  • 1 Ensimmäinen ja toinen elektroninen affiniteetti
    • 1.1 Ensinnäkin
    • 1.2 Toinen
  • 2 Miten elektroninen affiniteetti vaihtelee jaksollisessa taulukossa
    • 2.1 Muutokset ytimen ja suojauksen vaikutuksesta
    • 2.2 Vaihtelu sähköisessä kokoonpanossa
  • 3 Esimerkkejä
    • 3.1 Esimerkki 1
    • 3.2 Esimerkki 2
  • 4 Viitteet

Ensimmäinen ja toinen elektroninen affiniteetti

ensimmäinen

Sähköisen vahvistuksen reaktio voidaan esittää seuraavasti:

A (g) + e- => A-(g) + E tai A (g) + e- + E => A-(G)

Ensimmäisessä yhtälössä E (energia) löytyy tuotteena nuolen vasemmalla puolella; ja toisessa yhtälössä energia lasketaan reaktiiviseksi ja se sijaitsee oikealla puolella. Toisin sanoen ensimmäinen vastaa eksotermistä elektronista vahvistusta ja toinen elektroniseen endotermiseen vahvistukseen.

Molemmissa tapauksissa se on kuitenkin vain elektroni, joka lisää atomin valenssikuoren.

toinen

On myös mahdollista, että kun negatiivinen ioni A on muodostunut-, se imee jälleen toisen elektronin:

-(g) + e- => A2-(G)

Toisen elektronisen affiniteetin arvot ovat kuitenkin positiivisia, koska negatiivisen ionin A väliset sähköstaattiset vastukset on voitettava- ja saapuva elektroni ja-.

Mikä määrittää, että kaasumainen atomi "vastaanottaa" elektronin paremmin? Vastaus on pääasiassa ytimessä, sisäisten elektronisten kerrosten suojausvaikutuksessa ja valenssikerroksessa.

Miten sähköinen affiniteetti vaihtelee jaksollisessa taulukossa

Ylemmässä kuvassa punaiset nuolet osoittavat suunnat, joilla elementtien elektroninen affiniteetti kasvaa. Täältä voimme ymmärtää sähköisen affiniteetin yhtenä jaksollisina ominaisuuksina, ja siinä on erityispiirteitä, että siinä on monia poikkeuksia.

Elektroninen affiniteetti kasvaa nousevasti ryhmien läpi ja kasvaa myös vasemmalta oikealle jaksollisen pöydän läpi, erityisesti fluoriatomin läheisyydessä. Tämä ominaisuus liittyy läheisesti sen kiertoradan atomisäteeseen ja energian tasoon.

Muutos ytimen ja suojauksen vaikutuksesta

Ytimessä on protoneja, jotka ovat positiivisesti varautuneita hiukkasia, jotka käyttävät houkuttelevaa voimaa atomin elektroneihin. Mitä lähempänä ytimessä olevat elektronit ovat, sitä suurempi on niiden vetovoima. Niinpä, kun etäisyys ytimestä elektroneihin kasvaa, vetovoimat ovat vähemmän.

Lisäksi sisäkerroksen elektronit auttavat "suojaamaan" ytimen vaikutusta uloimpien kerrosten elektroneihin: valenssielektroneihin.

Tämä johtuu siitä, että sähköiset karkotukset ovat negatiivisten maksujen joukossa. Tätä vaikutusta vastustaa kuitenkin atomiluvun Z lisääntyminen.

Mikä on entisen ja sähköisen affiniteetin välinen suhde? Että kaasumaisella atomilla A on enemmän taipumusta saada elektroneja ja muodostaa stabiileja negatiivisia ioneja, kun suojaava vaikutus on suurempi kuin tulevan elektronin ja valenssikerroksen väliset vastukset;.

Päinvastoin tapahtuu, kun elektronit ovat hyvin kaukana ytimestä ja niiden väliset vastenmielisyydet eivät haittaa elektronista vahvistusta.

Esimerkiksi ryhmään laskettaessa "uudet" energiatasot avataan, mikä lisää etäisyyttä ytimen ja ulkoisten elektronien välillä. Tästä syystä kun nousevat ryhmät lisäävät sähköisiä affiniteetteja.

Vaihtelu sähköisellä kokoonpanolla

Kaikilla orbitaaleilla on energian tasonsa, joten jos uusi elektroni vie korkeamman energiapallon, atomin täytyy absorboida energiaa, jotta tämä olisi mahdollista.

Lisäksi tapa, jolla elektronit käyttävät orbitaaleja, voivat suosia tai ei suosia elektronista vahvistusta, mikä erottaa atomien väliset erot..

Jos esimerkiksi kaikki elektronit ovat parittomia p-orbitaaleissa, uuden elektronin sisällyttäminen aiheuttaa sovitetun parin muodostumisen, joka aiheuttaa vastenmielisiä voimia muille elektroneille.

Tämä koskee typpiatomia, jonka elektronin affiniteetti (8 kJ / mol) on pienempi kuin hiiliatomin (-122 kJ / mol).

esimerkit

Esimerkki 1

Ensimmäinen ja toinen hapen elektroninen affiniteetti ovat:

O (g) + e- => O-(g) + (141 kJ / mol)

O-(g) + e- + (780 kJ / mol) => 02-(G)

O: n elektroninen kokoonpano on 1s22s22p4. On jo olemassa pari elektronien paria, jotka eivät pysty voittamaan ytimen houkuttelevaa voimaa; siksi elektroninen vahvistus vapauttaa energiaa stabiilin O-ionin muodostamisen jälkeen-.

Vaikka O2- sillä on sama konfiguraatio kuin neon-jalokaasulla, sen elektroniset vastukset ylittävät ytimen houkuttelevan voiman, ja jotta elektroni voidaan syöttää, on tarpeen olla energinen panos.

Esimerkki 2

Jos verrataan ryhmän 17 elementtien sähköisiä ominaisuuksia, sinulla on seuraavat tiedot:

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 - ryhmään menossa - atomin säteet kasvavat sekä etäisyys ytimen ja ulkoisten elektronien välillä. Tämä aiheuttaa sähköisten affiniteettien lisääntymisen; kuitenkin kloori ylittää fluorin, jonka arvon pitäisi olla suurin.

Miksi? Tämä poikkeama osoittaa, että elektroniset vastukset vaikuttavat houkuttelevaan voimaan ja matalaan suojaukseen.

Koska se on hyvin pieni atomi, fluori "tiivistää" kaikki sen elektronit pienessä tilavuudessa, mikä aiheuttaa suuremman repulsion saapuvalle elektronille toisin kuin sen suurempi irtotavarana (Cl, Br ja I).

viittaukset

  1. Kemia LibreTexts. Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Pääryhmän elementtien elektroni-affiniteetit. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Prof. N. De Leon. Elektroni-affiniteetti. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. toukokuuta 2016). Elektronien affiniteettimääritys. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta thinkco.com
  6. Cdang. (3. lokakuuta 2011). Elektronisen affiniteetin jaksollinen taulukko. [Kuva]. Haettu 4. kesäkuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (Neljäs painos, sivu 29). Mc Graw Hill.