Elektronikus affinitás Hogyan változik az időszakos táblázat és a példák

az elektronikus affinitás vagy az elektroaffinitás egy atom energiaváltozásának mértéke a gázfázisban, amikor egy elektront beépít a valens héjába. Amint az elektron az A-atom által megszerezhető, az eredményül kapott anion A^- lehet stabilabb, vagy nem az alapállapota. Ezért ez a reakció lehet endoterm vagy exoterm.

Megegyezés szerint, ha az elektron erősítése endoterm, akkor az „+” pozitív jelet hozzárendelik az elektronikus affinitás értékéhez; ehelyett, ha exoterm - azaz energiát szabadít fel - ez az érték negatív "-" jelet kap. Mely egységekben fejezik ki ezeket az értékeket? KJ / mol vagy eV / atomban.

Ha az elem folyékony vagy szilárd fázisban van, atomjaik kölcsönhatásba lépnek egymással. Ez az elektronikus nyereség miatt felszívódó vagy felszabaduló energiát az összes ilyen között eloszlatná, ami megbízhatatlan eredményeket eredményez.

Ezzel szemben a gázfázisban feltételezzük, hogy ezek izoláltak; Más szóval, nem lépnek kapcsolatba semmivel. Ezután az ebben a reakcióban résztvevő atomok: A (g) és A^-(G). Itt (g) azt jelzi, hogy az atom gázfázisban van.

index

• 1 Első és második elektronikus affinitás
  • 1.1 Először
  • 1.2 Második
• 2 Hogyan változik az elektronikus affinitás a periodikus táblázatban
  • 2.1 A mag és az árnyékoló hatás változása
  • 2.2 Az elektronikus konfiguráció változása
• 3 Példák
  • 3.1 1. példa
  • 3.2 2. példa
• 4 Referenciák

Első és második elektronikus affinitás

első

Az elektronikus nyereség reakciója a következőképpen ábrázolható:

A (g) + e^- => A^-(g) + E vagy A (g) + e^- + E => A^-(G)

Az első egyenletben E (energia) a termék bal oldalán található termék; és a második egyenletben az energiát reaktívnak tekintjük, a jobb oldalon található. Ez azt jelenti, hogy az első megfelel egy exoterm elektronikus erősítésnek, a második pedig egy elektronikus endoterm erősítésnek.

Mindazonáltal mindkét esetben csak az elektron, amely hozzáadja az atom A valenciahéjához.

második

Az is lehetséges, hogy az A negatív ion képződése után^-, újra elnyeli egy másik elektronot:

A^-(g) + e^- => A^2-(G)

A második elektronikus affinitás értékei azonban pozitívak, mivel az A negatív ion közötti elektrosztatikus repulziókat meg kell szüntetni^- és a bejövő elektron és^-.

Mi határozza meg, hogy egy gáznemű atom „jobban kap” egy elektronot? A válasz lényegében a magban, a belső elektronikus rétegek árnyékoló hatásában és a valencia rétegben rejlik.

Hogyan változik az elektronikus affinitás a periodikus táblázatban

A felső képen a piros nyilak jelzik azokat az irányokat, amelyekben az elemek elektronikus affinitása növekszik. Innen megérthetjük az elektronikus affinitást, mint az egyik időszakos tulajdonságot, különös tekintettel arra, hogy sok kivételt tartalmaz..

Az elektronikus affinitás növekszik a csoportokon keresztül, és hasonlóképpen balról jobbra növekszik a periódusos táblázaton keresztül, különösen a fluoratom közelében. Ez a tulajdonság szorosan kapcsolódik az orbitális atomok sugárához és energiaszintjéhez.

A mag és az árnyékoló hatás változása

A magnak protonjai vannak, amelyek pozitív töltésű részecskék, amelyek vonzó erővel bírnak az atom elektronjaira. Minél közelebb vannak az atommagok az elektronokhoz, annál nagyobb a vonzerejük. Így, ahogy a magtól az elektronokig terjedő távolság nő, a vonzereje kisebb.

Emellett a belső réteg elektronjai segítenek a "legkülső rétegek elektronjain" a magnak a hatásának "árnyékolásában": a valens elektronok.

Ez annak köszönhető, hogy maguk az elektronikus visszataszítások a negatív terhelések között vannak. Ezt a hatást azonban ellensúlyozza az atomszám Z növekedése.

Mi a kapcsolat az előbbi és az elektronikus affinitás között? Az, hogy egy gáz A-atomnak nagyobb hajlamuk van az elektronok megszerzésére, és stabil negatív ionokat képeznek, amikor az árnyékoló hatás nagyobb, mint a bejövő elektron és a valencia-réteg közötti repulziók.

Az ellenkezője akkor fordul elő, amikor az elektronok nagyon messze vannak a magtól, és a közöttük lévő visszahúzódások nem hátráltatják az elektronikus nyereséget.

Például, amikor egy csoportba esik, az "új" energiaszintek "megnyílnak", ami növeli a távolságot a mag és a külső elektronok között. Emiatt a növekvő csoportok növelik az elektronikus affinitásokat.

Változás elektronikus konfigurációval

Minden orbitán energiaszintje van, így ha az új elektron nagyobb energiájú orbitát foglal el, akkor az atomnak energiát kell felszívnia ahhoz, hogy ez lehetséges legyen.

Továbbá, az elektronok elfoglalásának módja lehet, hogy nem kedvez az elektronikus nyereségnek, ezáltal megkülönböztetve az atomok közötti különbségeket..

Például, ha az összes elektron nem párosul a p-orbitákban, akkor egy új elektron beillesztése egy párosodott pár kialakulásához vezet, ami a többi elektronra visszataszító erőket fejt ki.

Ez a helyzet a nitrogénatomra, amelynek elektron affinitása (8kJ / mol) alacsonyabb, mint a szénatomnál (-122kJ / mol).

Példák

1. példa

Az oxigén első és második elektronikus affinitása a következő:

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

O^-(g) + e^- + (780 kJ / mol) => 0^2-(G)

Az O elektronikus konfigurációja 1s²2s²2p⁴. Már van egy pár pár elektron, amely nem tudja leküzdeni a mag vonzó vonását; ezért az elektronikus erősítés a stabil O ion kialakítása után felszabadítja az energiát^-.

Azonban, bár O^2- ugyanolyan konfigurációval rendelkezik, mint a neon nemesgáz, elektronikus visszahúzódása meghaladja a mag vonzó vonzerejét, és ahhoz, hogy az elektron bejuthasson, szükséges egy energetikai hozzájárulás..

2. példa

Ha összehasonlítja a 17. csoport elemeinek elektronikus affinitásait, akkor a következőket kell tennie:

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)

Felülről lefelé - a csoportban lefelé haladva - az atomi sugár emelkedik, valamint a mag és a külső elektronok közötti távolság. Ez növeli az elektronikus affinitásokat; azonban a fluort, amelynek a legnagyobb értékkel kell rendelkeznie, a klór meghaladja.

Miért? Ez az anomália azt mutatja, hogy az elektronikus visszahúzódások hatása vonzó erőre és alacsony árnyékolásra.

Mivel ez egy nagyon kis atom, a fluor kis térfogatban "kondenzálja" az összes elektronját, ami nagyobb ellenállást okoz a bejövő elektronon, ellentétben a nagyobb tömeggel (Cl, Br és I)..

referenciák

1. Kémia LibreTexts. Elektron affinitás. 2018. június 4-én került letöltésre: chem.libretexts.org
2. Jim Clark (2012). Elektron affinitás. A (z) 2018. június 4-én került letöltésre: chemguide.co.uk
3. Carl R. Nave. A főcsoport elemek elemei. Született 2018. június 4-én: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Prof. N. De Leon. Elektron affinitás. 2018. június 4-én, az iun.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2016. május 27.). Elektron affinitás meghatározás. Született 2018. június 4-én, a következőtől: thinkco.com
6. Cdang. (2011. október 3.). Elektronikus affinitás periodikus táblázat. [Ábra]. A következő címet kapta: 2018. június 4., a következő címen: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 227-229. O.
8. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia (Negyedik kiadás, 29. oldal). Mc Graw-hegy.