- Prvá a druhá elektronická príslušnosť
- najprv
- druhý
- Ako sa líši afinita elektrónov v periodickej tabuľke
- Variácia podľa účinku jadra a tienenia
- Zmena podľa konfigurácie elektrónov
- Príklady
- Príklad 1
- Príklad 2
- Referencie
Elektronické afinita alebo elektro-afinita je meradlom energetického variácie atómu v plynnej fáze, keď obsahuje elektrón na svoje valencie škrupiny. Keď sa elektrón získa atómom A, výsledný anión A - môže alebo nemusí byť stabilnejší ako jeho základný stav. Preto môže byť táto reakcia endotermická alebo exotermická.
Konvenčne, keď je zisk elektrónov endotermický, je hodnote afinity elektrónov priradené kladné znamienko "+"; Na druhej strane, ak je exotermický - to znamená, že uvoľňuje energiu - táto hodnota je označená záporným znamienkom „-“. V ktorých jednotkách sú tieto hodnoty vyjadrené? V kJ / mol alebo v eV / atóm.
Keby bol prvok v kvapalnej alebo tuhej fáze, jeho atómy by spolu interagovali. To by spôsobilo, že energia absorbovaná alebo uvoľnená v dôsledku elektronického zisku sa rozptýli medzi všetky z nich, čo vedie k nespoľahlivým výsledkom.
Na rozdiel od toho sa predpokladá, že v plynnej fáze sú izolované; inými slovami, nereagujú s ničím. Atómy zahrnuté v tejto reakcii sú: A (g) a A - (g). Tu (g) označuje, že atóm je v plynnej fáze.
Prvá a druhá elektronická príslušnosť
najprv
Reakcia elektronického zosilnenia môže byť vyjadrená 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 a nachádza sa na pravej strane. To znamená, že prvý zodpovedá exotermickému elektronickému zosilneniu a druhý endotermickému elektronickému zosilneniu.
Avšak v obidvoch prípadoch je to len jeden elektrón, ktorý sa pridáva do valenčného obalu atómu A.
druhý
Je tiež možné, že keď sa vytvorí záporný ión A - , absorbuje ďalší elektrón:
A - (g) + e - => A 2– (g)
Hodnoty pre druhú elektrónovú afinitu sú však pozitívne, pretože je potrebné prekonať elektrostatické odrazy medzi záporným iónom A - a prichádzajúcim elektrónom e - .
Čo určuje, že plynný atóm lepšie „prijíma“ elektrón? Odpoveď sa v podstate nachádza v jadre, v tieniacom účinku vnútorných elektronických puzdier a v valenčnom plášti.
Ako sa líši afinita elektrónov v periodickej tabuľke
Na hornom obrázku červené šípky označujú smery, v ktorých sa zvyšuje elektronická afinita prvkov. Z tohto vyplýva, že afinita s elektrónmi sa dá chápať ako jedna z periodických vlastností, so zvláštnosťou, že má mnoho výnimiek.
Elektrónová afinita stúpa cez skupiny a tiež stúpa zľava doprava pozdĺž periodickej tabuľky, najmä okolo atómu fluóru. Táto vlastnosť úzko súvisí s atómovým polomerom a energetickými hladinami jej orbitálov.
Variácia podľa účinku jadra a tienenia
Jadro má protóny, čo sú pozitívne nabité častice, ktoré vyvíjajú príťažlivú silu na elektróny v atóme. Čím bližšie sú elektróny k jadru, tým väčšia príťažlivosť cítia. Tak, ako sa zväčšuje vzdialenosť od jadra k elektrónom, tým nižšie sú atraktívne sily.
Okrem toho elektróny vo vnútornom plášti pomáhajú „chrániť“ účinok jadra na elektróny v najvzdialenejších škrupinách: valenčné elektróny.
Je to spôsobené samotnými elektronickými odpormi medzi ich zápornými poplatkami. Tomuto účinku sa však bráni zvýšením atómového čísla Z.
Ako sa vyššie uvedené týka elektronickej afinity? Že plynný atóm A bude mať väčšiu tendenciu získavať elektróny a vytvárať stabilné záporné ióny, keď je tieniaci účinok väčší ako odpudzovanie medzi prichádzajúcim elektrónom a účinkami valenčného obalu.
Opak nastane, keď sú elektróny veľmi vzdialené od jadra a odrazenia medzi nimi neovplyvňujú elektronický zisk.
Napríklad zostup v skupine „otvára“ nové energetické úrovne, ktoré zvyšujú vzdialenosť medzi jadrom a externými elektrónmi. Z tohto dôvodu sa pri postupovaní po skupinách zvyšuje elektronická príbuznosť.
Zmena podľa konfigurácie elektrónov
Všetky obežné dráhy majú svoju energetickú úroveň, takže ak nový elektrón obsadí orbitál s vyššou energiou, atóm bude musieť absorbovať energiu, aby to bolo možné.
Ďalej spôsob, akým elektróny zaberajú obežnú dráhu, môže alebo nemusí uprednostňovať elektronický zisk, čím sa rozlišujú rozdiely medzi atómami.
Napríklad, ak sú všetky elektróny nepárované v orbitáloch, zahrnutie nového elektrónu spôsobí vytvorenie párového páru, ktorý na ostatné elektróny pôsobí odpudivo.
Toto je prípad atómu dusíka, ktorého afinita elektrónov (8 kJ / mol) je nižšia ako pre atóm uhlíka (-122 kJ / mol).
Príklady
Príklad 1
Prvá a druhá elektronická afinita pre kyslík sú:
O (g) + e - => O - (g) + (141 kJ / mol)
O - (g) + e - + (780kJ / mol) => O 2 (g)
Konfigurácia elektrónu pre O 1s 2 2s 2 2p 4 . Už existuje párový elektrón, ktorý nedokáže prekonať príťažlivú silu jadra; preto elektronický zisk uvoľňuje energiu po vytvorení stabilného O - iónu .
Aj keď má O 2 - rovnakú konfiguráciu ako neón vzácneho plynu, jeho elektronické odpory presahujú atraktívnu silu jadra a na umožnenie vstupu elektrónu je nevyhnutná dodávka energie.
Príklad 2
Ak sa porovnajú elektronické afinity prvkov skupiny 17, získa sa toto:
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 - zostupne v skupine - sa zvyšujú atómové polomery, ako aj vzdialenosť medzi jadrom a vonkajšími elektrónmi. To spôsobuje nárast elektronických afinít; fluór, ktorý by mal mať najvyššiu hodnotu, však prevyšuje chlór.
Prečo? Táto anomálie demonštruje vplyv elektronických odporov na príťažlivú silu a nízke tienenie.
Pretože ide o veľmi malý atóm, fluór kondenzuje všetky svoje elektróny v malom objeme, čo spôsobuje väčšie odpudenie prichádzajúceho elektrónu ako jeho objemnejšie kongenéry (Cl, Br a I).
Referencie
- Chémia LibreTexts. Elektrónová afinita. Zdroj: 4. júna 2018, z: chem.libretexts.org
- Jim Clark. (2012). Elektrónová afinita. Zdroj: 4. júna 2018, z: chemguide.co.uk
- Carl R. Nave. Elektrónové afinity prvkov hlavnej skupiny. Získané 4. júna 2018, z: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- N. De Leon. Elektrónová afinita. Získané 4. júna 2018, z: iun.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. mája 2016). Definícia afinity elektrónov. Zdroj: 4. júna 2018, z: thinkco.com
- Cdang. (3. októbra 2011). Periodická tabuľka elektrónovej afinity. , Citované 4. júna 2018 z: commons.wikimedia.org
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, s. 227-229.
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie., S. 29). Mc Graw Hill.