PRIPADNOST ELEKTRONOM: SPREMINJANJE PERIODIČNE TABELE IN PRIMERI - KEMIJA - 2025

Elektronov afiniteto ali elektronska afiniteta je merilo spreminjanja energije atoma v v plinski fazi, ko je opremljena z elektronskim valenčno lupino z. Ko je elektron pridobila atomom A, dobljeno anion ^- lahko ali pa ne bo bolj stabilen kot njegov osnovnega stanja. Zato je ta reakcija lahko endotermična ali eksotermična.

Po dogovoru je, ko je pridobivanje elektronov endotermično, pozitivni znak "+" dodeljen vrednosti afinitete elektronov; Po drugi strani pa, če je eksotermičen - to je, sprošča energijo - tej vrednosti je dana negativni znak "-". V katerih enotah so te vrednosti izražene? V kJ / mol ali v eV / atom.

Če bi bil element v tekoči ali trdni fazi, bi njegovi atomi medsebojno vplivali. To bi povzročilo, da se energija, absorbirana ali sproščena, zaradi elektronskega pridobivanja razprši med vsemi temi, kar bi prineslo nezanesljive rezultate.

Nasprotno pa se v plinski fazi predpostavlja, da so izolirani; z drugimi besedami, ne vplivajo na nič. Torej, atoma, ki sodelujeta v tej reakciji, sta: A (g) in A ^- (g). Tu (g) ​​pomeni, da je atom v plinski fazi.

Prva in druga elektronska afiniteta

Najprej

Reakcija elektronskega pridobivanja je lahko predstavljena kot:

A (g) + e ^- => A ^- (g) + E ali kot A (g) + e ^- + E => A ^- (g)

V prvi enačbi najdemo E (energijo) kot produkt na levi strani puščice; v drugi enačbi pa se šteje, da je energija reaktivna in se nahaja na desni strani. To pomeni, da prvi ustreza eksotermnemu elektronskemu dobičku, drugi pa endotermičnemu elektronskemu dobičku.

Vendar pa je v obeh primerih v valenčni lupini atoma A le en elektron.

Drugič

Možno je tudi, da ko negativni ion A ^{- nastane} , absorbira še en elektron:

A ^- (g) + e ^- => A ^2– (g)

Vendar so vrednosti za afiniteto drugega elektrona pozitivne, saj je treba premagati elektrostatične odbijanja med negativnim ionom A ^- in prihajajočim elektronom e ^- .

Kaj določa, da plinasti atom bolje "sprejema" elektron? Odgovor je v bistvu v jedru, v zaščitnem učinku notranjih elektronskih lupin in valenčni lupini.

Kako se afiniteta elektronov razlikuje v periodični tabeli

Na zgornji sliki rdeče puščice označujejo smeri, v katerih se poveča elektronska pripadnost elementov. Iz tega lahko afiniteto elektronov razumemo kot eno od periodičnih lastnosti, s to posebnostjo, da ima veliko izjem.

Afiniteta elektronov narašča naraščajoče skozi skupine in se poveča tudi od leve proti desni vzdolž periodične tabele, zlasti okoli atoma fluora. Ta lastnost je tesno povezana z atomskim polmerom in energijskimi nivoji njegovih orbital.

Spreminjanje jedra in zaščitnega učinka

Jedro ima protone, ki so pozitivno nabiti delci, ki izvajajo privlačno silo na elektrone v atomu. Bližje ko so elektroni do jedra, večjo privlačnost čutijo. Tako, ko se oddaljenost od jedra do elektronov povečuje, manjše so privlačne sile.

Poleg tega elektroni v notranji lupini pomagajo "zaščititi" učinek jedra na elektrone v najbolj oddaljenih lupinah: valenčni elektroni.

To je posledica elektronskih odboj med negativnimi naboji. Vendar se temu učinku preprečuje povečanje atomskega števila Z.

Kako se zgoraj navedeno nanaša na elektronsko afiniteto? Da bo imel plinasti atom A večjo težnjo, da pridobiva elektrone in tvori stabilne negativne ione, ko je zaščitni učinek večji od odbojnosti med dohodnim elektronom in tistimi iz valenčne lupine.

Nasprotno se zgodi, ko so elektroni zelo daleč od jedra in odbojniki med njimi ne škodijo elektronskemu dobičku.

Na primer, spuščanje v skupini "odpre" nove energijske ravni, ki povečajo razdaljo med jedrom in zunanjimi elektroni. Zaradi tega se z gibanjem skupin povečujejo elektronske pripadnosti.

Spreminjanje glede na konfiguracijo elektronov

Vse orbitale imajo svojo energijsko raven, tako da če bo novi elektron zasedel orbitolo z višjo energijo, bo atom moral absorbirati energijo, da bo to mogoče.

Poleg tega lahko način, na katerega elektroni zasedajo orbitale, ali ne daje prednost elektronskemu dobičku, s čimer se razlikujejo razlike med atomi.

Na primer, če so v p orbitali vsi elektroni brez par, bo vključitev novega elektrona povzročila nastanek seznanjenega para, ki na druge elektrone izvaja odbojne sile.

To velja za atom dušika, katerega afiniteta elektronov (8kJ / mol) je nižja kot pri atomu ogljika (-122kJ / mol).

Primeri

Primer 1

Prva in druga elektronska naklonjenost kisiku sta:

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

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

Konfiguracija elektronov za O je 1s ² 2s ² 2p ⁴ . Obstaja že seznanjen par elektronov, ki ne more premagati privlačne sile jedra; zato elektronski dobiček sprosti energijo po tvorbi stabilnega O ^- iona .

Kljub temu, da ima O ^2– enako konfiguracijo kot žlahtni plinski neon, njegova elektronska odbijanja presegajo privlačno silo jedra, za oskrbo elektrona pa je potreben dotok energije.

Primer 2

Če primerjamo elektronske afinitete elementov skupine 17, dobimo naslednje:

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 vrha do dna - spuščanje v skupini - se povečajo atomski polmeri, pa tudi razdalja med jedrom in zunanjimi elektroni. To povzroča povečanje elektronskih afinitet; vendar je fluor, ki bi moral imeti najvišjo vrednost, večji od klora.

Zakaj? Ta anomalija kaže učinek elektronskih odbojnikov na privlačno silo in nizko zaščito.

Ker gre za zelo majhen atom, fluor "kondenzira" vse njegove elektrone v majhen volumen, kar povzroči večjo odbojnost na prihajajočem elektronu, za razliko od bolj voluminoznih kongenerjev (Cl, Br in I).

Reference

1. Kemija LibreTexts. Affinity elektronov. Pridobljeno 4. junija 2018 z: chem.libretexts.org
2. Jim Clark. (2012). Affinity elektronov. Pridobljeno 4. junija 2018, iz: chemguide.co.uk
3. Carl R. Nave. Elektronske pripadnosti elementov glavne skupine. Pridobljeno 4. junija 2018 z: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Prof. N. De Leon. Affinity elektronov. Pridobljeno 4. junija 2018, iz: iun.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (27. maj 2016). Opredelitev elektronske afinitete. Pridobljeno 4. junija 2018 z: thinkco.com
6. Cdang. (3. oktober 2011). Periodična tabela o afiniteti z elektroni. . Pridobljeno 4. junija 2018 z: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 227-229.
8. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja., Str. 29). Mc Graw Hill.