Elektronická afinita Jak se liší v periodické tabulce a příkladech



elektronické spříznění nebo elektroafinita je měřítkem změny energie atomu v plynné fázi, když do své valenční skořápky obsahuje elektron. Jakmile byl elektron získán atomem A, výsledný anion A- to může být více stabilní nebo ne než jeho bazální stav. Tato reakce tedy může být endotermní nebo exotermní.

Konvence, když zisk elektronu je endothermic, pozitivní znamení “+” je přiřazeno hodnotě elektronické afinity; místo toho, jestliže to je exothermic - to je, to uvolní energii - tato hodnota dostane záporné znamení “-”. Ve kterých jednotkách jsou tyto hodnoty vyjádřeny? V kJ / mol, nebo v eV / atom.

Pokud by prvek byl v kapalné nebo pevné fázi, jejich atomy by vzájemně spolupracovaly. To by vedlo k tomu, že energie absorbovaná nebo uvolněná v důsledku elektronického zisku bude rozptýlena mezi všechny tyto, což by vedlo k nespolehlivým výsledkům..

Naopak v plynné fázi se předpokládá, že jsou izolovány; Jinými slovy, s ničím nereagují. Atomy, které jsou v této reakci zahrnuty, jsou následující: A (g) a A-(g) Zde (g) označuje, že atom je v plynné fázi.

Index

  • 1 První a druhá elektronická afinita
    • 1.1 Nejprve
    • 1.2 Za druhé
  • 2 Jak se mění elektronická afinita v periodické tabulce
    • 2.1 Změny jádra a stínícího efektu
    • 2.2 Variace elektronickou konfigurací
  • 3 Příklady
    • 3.1 Příklad 1
    • 3.2 Příklad 2
  • 4 Odkazy

První a druhá elektronická afinita

Nejdříve

Reakce elektronického zisku může být reprezentována jako:

A (g) + e- => A-(g) + E nebo jako A (g) + e- + E => A-(g)

V první rovnici se E (energie) nachází jako produkt na levé straně šipky; a ve druhé rovnici se energie počítá jako reaktivní, která se nachází na pravé straně. To znamená, že první odpovídá exotermickému elektronickému zisku a druhý elektronickému endotermickému zisku.

V obou případech se však jedná pouze o elektron, který přidává k valenční skořepině atomu A.

Za druhé

Je také možné, že jakmile se vytvoří negativní iont A-, znovu absorbuje další elektron:

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

Hodnoty pro druhou elektronickou afinitu jsou však pozitivní, protože elektrostatické odpuzování mezi negativním iontem A musí být překonáno- a příchozí elektron a-.

Co určuje, že plynný atom "přijímá" elektron lépe? Odpověď spočívá v podstatě v jádře, ve stínícím účinku vnitřních elektronických vrstev a ve valenční vrstvě.

Jak se elektronická afinita v periodické tabulce liší

Červené šipky v horním obrázku označují směry, ve kterých se elektronická afinita prvků zvyšuje. Odtud můžeme chápat elektronickou afinitu jako jednu z periodických vlastností, se zvláštností, že představuje mnoho výjimek.

Elektronická afinita stoupá vzestupně skrze skupiny a podobně se zvyšuje periodicky v tabulce zleva doprava, zejména v blízkosti atomu fluoru. Tato vlastnost úzce souvisí s atomovým poloměrem a energetickými hladinami jeho orbitálů.

Variace jádrem a stínícím efektem

Jádro má protony, které jsou kladně nabité částice, které vyvíjejí přitažlivou sílu na elektrony atomu. Čím blíže jsou elektrony v jádru, tím větší je jejich přitažlivost. Tak, jak vzdálenost od jádra k elektronům se zvětší, síly přitažlivosti jsou méně.

Elektrony vnitřní vrstvy navíc pomáhají „chránit“ účinek jádra na elektrony nejvzdálenějších vrstev: valenční elektrony.

To je způsobeno elektronickými odpuzováními mezi jejich negativními poplatky. Proti tomuto efektu však působí zvýšení atomového čísla Z.

Jaký je vztah mezi dřívější a elektronickou afinitou? Že plynný atom A bude mít větší tendenci získávat elektrony a vytvářet stabilní záporné ionty, když je stínící efekt větší než odpuzování mezi příchozím elektronem a valenční vrstvou.

Opak se stane, když jsou elektrony velmi vzdálené od jádra a odpudivost mezi nimi neznevýhodňuje elektronický zisk.

Například, když sestupuje do skupiny, “nové” energetické úrovně jsou “otevřený”, který zvětšit vzdálenost mezi jádrem a vnějšími elektrony. Z tohoto důvodu, když vzestupné skupiny zvyšují elektronické afinity.

Variace elektronickou konfigurací

Všechny orbitály mají svou energetickou hladinu, takže pokud nový elektron zaujme orbital vyšší energie, atom bude muset absorbovat energii, aby to bylo možné..

Kromě toho způsob, jakým elektrony zabírají orbitály, může nebo nemusí upřednostňovat elektronický zisk, čímž se rozlišují rozdíly mezi atomy..

Například, jestliže všechny elektrony jsou nepárové v p-orbitals, zahrnutí nového elektronu způsobí vytvoření párované dvojice, který projevuje odpudivé síly na jiných elektronech..

To je případ atomu dusíku, jehož elektronová afinita (8kJ / mol) je nižší než pro atom uhlíku (-122kJ / mol)..

Příklady

Příklad 1

První a druhá elektronická afinita pro kyslík jsou:

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

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

Elektronická konfigurace pro O je 1s22s22p4. Existuje již pár párů elektronů, které nemohou překonat přitažlivou sílu jádra; elektronický zisk tedy uvolňuje energii po vytvoření stabilního O iontu-.

Nicméně, i když O2- má stejnou konfiguraci jako neonový ušlechtilý plyn, jeho elektronické odpuzování překračuje přitažlivou sílu jádra a pro umožnění vstupu elektronu je nezbytný energetický příspěvek.

Příklad 2

Pokud porovnáte elektronické afinity prvků skupiny 17, budete mít následující:

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)

Od shora dolů - klesající ve skupině - zvyšování atomových poloměrů, stejně jako vzdálenost mezi jádrem a vnějšími elektrony. To způsobuje zvýšení elektronických afinit; fluor, který by měl mít největší hodnotu, je však chlorem překročen.

Proč? Tato anomálie demonstruje účinek elektronických odpuzení na atraktivní sílu a nízké stínění.

Protože to je velmi malý atom, fluor “kondenzuje” všechny jeho elektrony v malém objemu, působit větší odpuzování na příchozím elektronu na rozdíl od jeho většího množství (Cl, Br a já) \ t.

Odkazy

  1. Chemie LibreTexts. Elektronová afinita. Získáno 4. června 2018, z: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Elektronová afinita. Získáno 4. června 2018, z: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Elektronové afinity prvků hlavní skupiny. Získáno 4. června 2018, z: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. N. De Leon. Elektronová afinita. Získáno 4. června 2018, z: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. května 2016). Definice elektronové afinity. Získáno 4. června 2018, z: thoughtco.com
  6. Cdang (3. října 2011). Periodická tabulka elektronové afinity. [Obrázek] Získáno 4. června 2018, z: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie (8. vydání). CENGAGE Learning, str. 227-229.
  8. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání, strana 29). Mc Graw Hill.