Elektronisk Affinity Hvordan det varierer i det periodiske systemet og eksemplene



den elektronisk affinitet eller elektroaffinitet er et mål på energivariasjonen av et atom i gassfasen når det innlemmer et elektron inn i valensskallet. Når elektronen er blitt ervervet av atom A, blir den resulterende anion A- Det kan være mer stabilt eller ikke enn dets basale tilstand. Derfor kan denne reaksjonen være endoterm eller eksoterm.

Ved konvensjon, når gevinsten av elektronen er endoterm, tilordnes et positivt tegn "+" til verdien av den elektroniske affiniteten; I stedet, hvis det er eksotermt - det frigjør det energi - denne verdien er gitt et negativt tegn "-". I hvilke enheter uttrykkes disse verdiene? I kJ / mol, eller i eV / atom.

Hvis elementet var i flytende eller fast fase, ville deres atomer samhandle med hverandre. Dette vil føre til at energien som absorberes eller frigjøres på grunn av den elektroniske gevinst, blir spredt blant alle disse, noe som gir upålitelige resultater.

I motsetning, i gassfasen antas det at de er isolert; Med andre ord, samhandler de ikke med noe. Dermed er atomene som er involvert i denne reaksjonen: A (g) og A-(G). Her (g) angir at atomet er i gassfase.

index

  • 1 Første og andre elektroniske affiniteter
    • 1.1 Først
    • 1.2 andre
  • 2 Hvordan elektronisk affinitet varierer i det periodiske bordet
    • 2.1 Variasjon av kjernen og skjermingseffekten
    • 2.2 Variasjon ved elektronisk konfigurasjon
  • 3 eksempler
    • 3.1 Eksempel 1
    • 3.2 Eksempel 2
  • 4 referanser

Første og andre elektroniske affiniteter

første

Reaksjonen av den elektroniske forsterkningen kan representeres som:

A (g) + e- => A-(g) + E, eller som A (g) + e- + E => A-(G)

I den første ligningen er E (energi) funnet som et produkt på venstre side av pilen; og i den andre ligningen regnes energien som reaktiv, som ligger på høyre side. Det vil si at den første tilsvarer en eksoterm elektronisk gevinst og den andre til en elektronisk endotermisk gevinst.

I begge tilfeller er det imidlertid bare et elektron som legger til valensskallet av atom A.

andre

Det er også mulig at når den negative ion A har dannet seg-, det absorberer en annen elektron igjen:

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

Imidlertid er verdiene for den andre elektroniske affiniteten positive, siden de elektrostatiske avstøtninger mellom den negative ion A må overvinnes- og innkommende elektron og-.

Hva bestemmer at et gassformet atom "mottar" en elektron bedre? Svaret ligger i hovedsak i kjernen, i skjermingseffekten av de indre elektroniske lagene og i valenslaget.

Hvordan elektronisk avfinitet varierer i det periodiske bordet

I det øvre bildet angir de røde pilene retningene der elementets elektroniske affinitet øker. Herfra kan vi forstå den elektroniske affiniteten som en av de periodiske egenskapene, med den særegne at den presenterer mange unntak.

Den elektroniske affiniteten øker stigende gjennom gruppene og øker også fra venstre til høyre gjennom det periodiske bordet, spesielt i nærheten av fluoratomet. Denne egenskapen er nært knyttet til atomradiusen og energinivåene i dets orbitaler.

Variasjon av kjernen og skjermingseffekten

Kjernen har protoner, som er positivt ladede partikler som utøver en attraktiv kraft på atomets elektroner. Jo nærmere elektronene i kjernen er, jo større tiltrekker de seg. Således som avstanden fra kjernen til elektronene øker, er tiltrekningskreftene mindre.

I tillegg bidrar elektronene til det indre laget til å "skjerme" effekten av kjernen på elektronene i de ytre lagene: valenselektronene.

Dette skyldes de elektroniske avstengningene selv blant sine negative kostnader. Imidlertid motvirkes denne effekten av økningen i atomnummeret Z.

Hva er forholdet mellom den tidligere og den elektroniske affiniteten? At et gassformet atom A vil ha en tendens til å få elektroner og danne stabile negative ioner når skjermingseffekten er større enn avstengningene mellom det innkommende elektron og de av valenslaget.

Det motsatte skjer når elektronene er svært langt fra kjernen, og frastøtene mellom dem gjør ikke den elektroniske gevinsten ulempe.

Når man for eksempel faller ned i en gruppe, blir "nye" energinivåer "åpnet", noe som øker avstanden mellom kjernen og de eksterne elektronene. Det er av denne grunn at når stigende grupper øker elektroniske affiniteter.

Variasjon ved elektronisk konfigurasjon

Alle orbitaler har sine energinivåer, så hvis den nye elektronen skal okkupere en høyere energibane, vil atomet trenge energi for å gjøre dette mulig.

Videre kan måten elektroner opptar orbitaler på, eller ikke, favorisere elektronisk forsterkning, og skiller dermed forskjeller mellom atomer..

Hvis alle elektronene for eksempel blir unpaired i p-orbitaler, vil inkluderingen av et nytt elektron føre til dannelsen av et matchet par, som utøver repulsive krefter på de andre elektronene.

Dette er tilfellet for nitrogenatomet, hvis elektronaffinitet (8 kJ / mol) er lavere enn for karbonatomet (-122 kJ / mol).

eksempler

Eksempel 1

Den første og andre elektroniske affiniteter for oksygen er:

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

O-(g) + e- + (780kJ / mol) => O2-(G)

Den elektroniske konfigurasjonen for O er 1s22s22p4. Det er allerede et paret elektroner, som ikke kan overvinne kjernenes attraktive kraft; Derfor frigjør den elektroniske forsterkningen energi etter å ha dannet den stabile O-ion-.

Men selv om O2- den har samme konfigurasjon som neon-edelgassen, dens elektroniske frastøtelser overstiger den attraktive kraften til kjernen, og for å tillate innføringen av elektronen er det nødvendig et energisk bidrag.

Eksempel 2

Hvis du sammenligner elektroniske affiniteter av elementene i gruppe 17, vil du ha følgende:

F (g) + e- = F-(g) + (328 kJ / mol)

Cl (g) + e- = Cl-(g) + (349 kJ / mol)

Br (g) + e- = Br-(g) + (325 kJ / mol)

Jeg (g) + e- = I-(g) + (295 kJ / mol)

Fra topp til bunn - gå ned i gruppen - øker atomradiusene, så vel som avstanden mellom kjernen og de eksterne elektronene. Dette medfører en økning i de elektroniske affiniteter; Fluor, som bør ha størst verdi, overskrides av klor.

Hvorfor? Denne anomali viser effekten av elektroniske frastøtninger på attraktiv kraft og lav skjerming.

Fordi det er et veldig lite atom, kondenserer fluor "alle sine elektroner i et lite volum, noe som forårsaker større avstøtning på innkommende elektron i motsetning til større volum (Cl, Br og I).

referanser

  1. Kjemi LibreTexts. Elektronaffinitet. Hentet 4. juni 2018, fra: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Elektronaffinitet. Hentet 4. juni 2018, fra: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Electron Affinities av hovedgruppens elementer. Hentet 4. juni 2018, fra: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Prof. N. De Leon. Elektronaffinitet. Hentet 4. juni 2018, fra: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. mai 2016). Elektronaffinitetsdefinisjon. Hentet 4. juni 2018, fra: thoughtco.com
  6. Cdang. (3. oktober 2011). Elektronisk affinitet periodisk tabell. [Figur]. Hentet 4. juni 2018, fra: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning, s. 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave, side 29). Mc Graw Hill.