SKLONOST ELEKTRONIMA: VARIJACIJA PERIODIČNE TABLICE I PRIMJERI - KEMIJA

Elektronski afinitet ili elektro-afiniteta je mjera energetski varijaciji atoma u plinskoj fazi, kada ona sadrži jedan elektron na svoje valentne ljuske. Jednom kada elektron dobije atom A, rezultirajući anion A ^- može ili ne mora biti stabilniji od svog osnovnog stanja. Stoga ova reakcija može biti endotermička ili egzotermna.

Prema dogovoru, kada je dobitak elektrona endotermičan, pozitivnom znaku "+" dodjeljuje se vrijednost afiniteta elektrona; S druge strane, ako je egzotermno - što jest, oslobađa energiju - toj vrijednosti se daje negativan znak "-". U kojim su jedinicama te vrijednosti izražene? U kJ / mol, ili u eV / atomu.

Ako je element u tekućoj ili čvrstoj fazi, njegovi bi atomi međusobno djelovali. To bi uzrokovalo raspršivanje ili oslobađanje energije, zbog elektroničkog pojačanja, među njima i davanje nepouzdanih rezultata.

Suprotno tome, u plinskoj fazi se pretpostavlja da su izolirani; drugim riječima, oni ne komuniciraju ni sa čim. Dakle, atomi koji su uključeni u ovu reakciju su: A (g) i A ^- (g). Ovdje (g) označava da je atom u plinskoj fazi.

Prvi i drugi elektronički afinitet

Prvi

Reakcija elektronskog pojačanja može se predstaviti kao:

A (g) + e ^- => A ^- (g) + E, ili kao A (g) + e ^- + E => A ^- (g)

U prvoj jednadžbi E (energija) se nalazi kao proizvod na lijevoj strani strelice; a u drugoj se jednadžbi energija računa kao reaktivna i nalazi se na desnoj strani. Odnosno, prvi odgovara egzotermnom elektroničkom dobitu, a drugi endotermičkom elektroničkom dobitku.

Međutim, u oba slučaja samo se jedan elektron dodaje u valentnu ljusku atoma A.

Drugi

Moguće je i da, kad ^{se stvori} negativni ion A, on apsorbira drugi elektron:

A ^- (g) + e ^- => A ^2– (g)

Međutim, vrijednosti za afinitet drugog elektrona su pozitivne, budući da se elektrostatička odbijanja između negativnog iona A ^- i dolaznog elektrona e ^- moraju prevladati.

Što određuje da plinoviti atom bolje "prima" elektron? Odgovor se u osnovi nalazi u jezgri, u zaštitnom učinku unutarnjih elektronskih školjki i u valentnoj ljusci.

Kako afinitet elektrona varira u periodičnoj tablici

Na gornjoj slici crvene strelice označavaju smjerove u kojima se povećava elektronički afinitet elemenata. Iz toga se afinitet elektrona može shvatiti kao još jedno od periodičnih svojstava, s tim što je osobitost da ima mnogo izuzetaka.

Afinitet elektrona raste uzlazno kroz grupe i također se povećava s lijeva na desno duž periodične tablice, posebno oko atoma fluora. Ovo svojstvo usko je povezano s atomskim polumjerom i energetskim razinama njegovih orbitala.

Varijacija po jezgri i zaštitnom efektu

U jezgri se nalaze protoni, koji su pozitivno nabijene čestice koje djeluju privlačno na elektrone u atomu. Što su elektroni bliži jezgri, to je veća privlačnost koju oni osjećaju. Dakle, što se udaljenost od jezgre do elektrona povećava, privlačne su sile manje.

Nadalje, elektroni u unutarnjoj ljusci pomažu da "zaštite" učinak jezgre na elektrone u najudaljenijim ljušturama: valentni elektroni.

To je posljedica samih elektroničkih odbijanja između njihovih negativnih naboja. Međutim, ovom efektu se suzbija povećavanje atomskog broja Z.

Kako se gore odnosi odnosi na elektronički afinitet? Da će plinoviti atom A imati veću tendenciju dobijanja elektrona i formiranja stabilnih negativnih iona kada je učinak zaštite veći od odbijanja između dolaznog elektrona i valentne ljuske.

Suprotno se događa kada su elektroni jako udaljeni od jezgre i odbojke među njima ne uništavaju elektronički dobitak.

Na primjer, silazak u grupi "otvara" nove razine energije, koje povećavaju udaljenost između jezgre i vanjskih elektrona. Upravo iz tog razloga, kako se krećete gore, elektronički se afiniteti povećavaju.

Varijacija prema konfiguraciji elektrona

Sve orbitale imaju svoju energetsku razinu, tako da ako će novi elektron zauzeti orbitu više energije, atom će morati apsorbirati energiju da bi to bilo moguće.

Nadalje, način na koji elektroni zauzimaju orbitu može ili ne mora pogodovati elektroničkom dobitku, razlikujući tako razlike između atoma.

Na primjer, ako su svi p elektroni u p orbitali, uključivanje novog elektrona uzrokovat će formiranje uparenog para, koji na druge elektrone djeluje odbojno.

To je slučaj za atom dušika, čiji je afinitet elektrona (8kJ / mol) niži nego za ugljikov atom (-122kJ / mol).

Primjeri

Primjer 1

Prvi i drugi elektronički afinitet za kisik su:

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

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

Konfiguracija elektrona za O je 1s ² 2s ² 2p ⁴. Već postoji upareni par elektrona koji ne može nadvladati privlačnu silu jezgre; Stoga, elektronski dobitak oslobađa energiju nakon stabilne O ^- ion oblikovan.

Međutim, iako je O ² ima istu konfiguraciju kao i neon plemeniti plin, njegovi elektronički repulsions prelazi privlačnu silu jezgre, a energetski doprinos je neophodan kako bi se elektron ući.

Primjer 2

Ako se uspoređuju elektronski afiniteti elemenata skupine 17, dobit će se sljedeće:

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)

Odozgo prema gore - silazno u grupi - povećavaju se atomski radijusi, kao i udaljenost između jezgre i vanjskih elektrona. To uzrokuje porast elektroničkih afiniteta; međutim, fluor, koji bi trebao imati najveću vrijednost, više je od klora.

Zašto? Ova anomalija pokazuje učinak elektronskih odbijanja na privlačnu silu i nisku zaštitu.

Budući da je riječ o vrlo malom atomu, fluor "kondenzira" sve njegove elektrone u malom volumenu, uzrokujući veće odbojnost na dolaznom elektronu od njegovih voluminoznijih kongenera (Cl, Br i I).

Reference

Kemija LibreTexts. Afinitet elektrona. Preuzeto 4. lipnja 2018. s: chem.libretexts.org
Jim Clark. (2012). Afinitet elektrona. Preuzeto 4. lipnja 2018. s: chemguide.co.uk
Carl R. Nave. Elektronske sklonosti elemenata glavne skupine. Preuzeto 4. lipnja 2018. s: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Prof. N. De Leon. Afinitet elektrona. Preuzeto 4. lipnja 2018. s: iun.edu
Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (27. svibnja 2016.). Definicija afiniteta elektrona. Preuzeto 4. lipnja 2018. s: thinkco.com
Cdang. (3. listopada 2011.). Periodna tablica afiniteta elektrona., Preuzeto 4. lipnja 2018. s: commons.wikimedia.org
Whitten, Davis, Peck i Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 227-229.
Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje., Str. 29). Mc Graw Hill.

SKLONOST ELEKTRONIMA: VARIJACIJA PERIODIČNE TABLICE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025