Elektronická afinita Ako sa líši v periodickej tabuľke a príkladoch



elektronickú afinitu alebo elektroafinita je mierou zmeny energie atómu v plynnej fáze, keď do elektrónky valencie obsahuje elektrón. Akonáhle bol elektrón získaný atómom A, výsledný anión A- môže byť stabilnejší alebo nie ako jeho bazálny stav. Preto môže byť táto reakcia endotermická alebo exotermická.

Podľa konvencie, keď je zisk elektrónu endotermický, je kladnému znamienku "+" priradená hodnota elektronickej afinity; namiesto toho, ak je exotermická - to znamená, že uvoľňuje energiu - táto hodnota má záporné znamienko "-". V ktorých jednotkách sú tieto hodnoty vyjadrené? V kJ / mol alebo v eV / atóme.

Ak by prvok bol v kvapalnej alebo pevnej fáze, ich atómy by navzájom pôsobili. To by spôsobilo, že energia absorbovaná alebo uvoľnená v dôsledku elektronického zisku by sa mala rozptýliť medzi všetky tieto, čo by viedlo k nespoľahlivým výsledkom.

Naopak v plynnej fáze sa predpokladá, že sú izolované; Inými slovami, nereagujú s ničím. Potom atómy zahrnuté v tejto reakcii sú: A (g) a A-(G). Tu (g) ​​označuje, že atóm je v plynnej fáze.

index

  • 1 Prvé a druhé elektronické afinity
    • 1.1
    • 1.2 Po druhé
  • 2 Ako sa mení elektronická afinita v periodickej tabuľke
    • 2.1 Zmeny v jadre a tienení
    • 2.2 Zmena v elektronickej konfigurácii
  • 3 Príklady
    • 3.1 Príklad 1
    • 3.2 Príklad 2
  • 4 Odkazy

Prvé a druhé elektronické afinity

prvý

Reakcia elektronického zisku môže byť reprezentovaná ako:

A (g) + e- => A-(g) + E alebo ako A (g) + e- + E => A-(G)

V prvej rovnici sa E (energia) nachádza ako produkt na ľavej strane šípky; a v druhej rovnici sa energia počíta ako reaktívna, ktorá sa nachádza na pravej strane. To znamená, že prvý zodpovedá exotermnému elektronickému zisku a druhý elektronickému endotermickému zisku.

Avšak v oboch prípadoch je to len elektrón, ktorý sa pridáva do valenčného obalu atómu A.

druhý

Je tiež možné, že akonáhle sa vytvorí negatívny ión A-, znovu absorbuje ďalší elektrón:

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

Hodnoty druhej elektronickej afinity sú však pozitívne, pretože elektrostatické odpory medzi negatívnym iónom A musia byť prekonané- a prichádzajúci elektrón a-.

Čo určuje, že plynný atóm "prijíma" elektrón lepšie? Odpoveď leží v podstate v jadre, v tienivom účinku vnútorných elektronických vrstiev a vo valenčnej vrstve.

Ako sa mení elektronická afinita v periodickej tabuľke

Na hornom obrázku červené šípky označujú smery, v ktorých sa zvyšuje elektronická afinita prvkov. Odtiaľ môžeme chápať elektronickú afinitu ako jednu z periodických vlastností, so zvláštnosťou, že predstavuje mnoho výnimiek.

Elektronická afinita sa zvyšuje vzostupne cez skupiny a podobne sa zvyšuje periodickou tabuľkou zľava doprava, najmä v blízkosti atómu fluóru. Táto vlastnosť úzko súvisí s atómovým polomerom a energetickými hladinami orbitálov.

Zmeny v jadre a tienení

Jadro má protóny, ktoré sú pozitívne nabité častice, ktoré vyvíjajú príťažlivú silu na elektróny atómu. Čím bližšie sú elektróny v jadre, tým väčšia je ich príťažlivosť. Ako sa teda zvyšuje vzdialenosť od jadra k elektrónom, príťažlivé sily sú menšie.

Okrem toho, elektróny vnútornej vrstvy pomáhajú "tieniť" účinok jadra na elektróny najvzdialenejších vrstiev: valenčné elektróny.

Je to kvôli elektronickým odpudeniam medzi ich zápornými poplatkami. Proti tomuto efektu však pôsobí zvýšenie atómového čísla Z.

Aký je vzťah medzi prvou a elektronickou afinitou? Že plynný atóm A bude mať tendenciu získavať elektróny a vytvárať stabilné záporné ióny, keď je ochranný efekt väčší ako odpory medzi prichádzajúcim elektrónom a elektródami valenčnej vrstvy.

Opak sa stáva vtedy, keď sú elektróny veľmi vzdialené od jadra a odpudenie medzi nimi neznevýhodňuje elektronický zisk.

Napríklad, keď zostupujeme do skupiny, "nové" úrovne energie sú "otvorené", čo zvyšuje vzdialenosť medzi jadrom a externými elektrónmi. Z tohto dôvodu, keď stúpajúce skupiny zvyšujú elektronické afinity.

Zmena v elektronickej konfigurácii

Všetky orbitály majú svoje energetické hladiny, takže ak nový elektrón zaberie orbital s vyššou energiou, atóm bude musieť absorbovať energiu, aby to bolo možné..

Okrem toho spôsob, akým elektróny zaberajú orbitály, môže alebo nemusí uprednostňovať elektronický zisk, čím sa rozlišujú rozdiely medzi atómami..

Napríklad, ak sú všetky elektróny nespárované v p-orbitaloch, zahrnutie nového elektrónu spôsobí vytvorenie párového páru, ktorý vyvolá odpudivé sily na ostatných elektrónoch..

Toto je prípad atómu dusíka, ktorého elektrónová afinita (8kJ / mol) je nižšia ako pre atóm uhlíka (-122kJ / mol).

Príklady

Príklad 1

Prvá a druhá elektronická afinita pre kyslík sú:

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

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

Elektronická konfigurácia pre O je 1s22s22p4. Existuje už pár párov elektrónov, ktoré nedokážu prekonať príťažlivú silu jadra; preto elektronický zisk uvoľňuje energiu po vytvorení stabilného O iónu-.

Avšak, hoci O2- má rovnakú konfiguráciu ako neónový ušľachtilý plyn, jeho elektronické odpory prekračujú príťažlivú silu jadra a na umožnenie vstupu elektrónu je potrebný energetický príspevok.

Príklad 2

Ak porovnáte elektronické afinity prvkov skupiny 17, budete mať nasledujúce:

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)

Zhora nadol - klesá v skupine - zvyšovanie atómových rádov, ako aj vzdialenosť medzi jadrom a externými elektrónmi. To spôsobuje zvýšenie elektronických afinít; avšak chlór, ktorý by mal mať najväčšiu hodnotu, je prekročený chlórom.

Prečo? Táto anomália demonštruje účinok elektronických odpudzovačov na príťažlivú silu a nízke tienenie.

Pretože je to veľmi malý atóm, fluór "kondenzuje" všetky svoje elektróny v malom objeme, čo spôsobuje väčšiu odpudivosť na prichádzajúcom elektróne na rozdiel od jeho väčšieho objemu (Cl, Br a I).

referencie

  1. Chémia LibreTexts. Elektrónová afinita. Získané dňa 4. júna 2018, z: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Elektrónová afinita. Získané dňa 4. júna 2018, z: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Elektronové afinity prvkov hlavnej skupiny. Získané 4. júna 2018, z: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. N. De Leon. Elektrónová afinita. Získané dňa 4. júna 2018, z: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. máj 2016). Definícia elektrónovej afinity. Získané dňa 4. júna 2018, z: thoughtco.com
  6. Cdang. (3. októbra 2011). Periodická tabuľka s elektrónovou afinitou. [Obrázok]. Získané dňa 4. júna 2018, z: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, str. 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (Štvrté vydanie, strana 29). Mc Graw Hill.