עבריתHE⌄
זיקה אלקטרונית
זיקה אלקטרונית מתארת את שינוי האנרגיה בעת הוספת אלקטרון לאטום גזי. כאן משתמשים בסימן שבו ערך חיובי גדול יותר פירושו יותר אנרגיה שמשתחררת בקשירת האלקטרון. המגמה המחזורית חשובה, אך מילוי תתי־קליפות ודחייה באורביטלים קומפקטיים יוצרים חריגות כגון F לעומת Cl.
הגדרה וסימן
התהליך הוא X(g)+e⁻→X⁻(g). מאחר שקיימים שני מוסכמי סימן בספרות, חייבים לציין אם המספר הוא שינוי אנתלפיה או גודל האנרגיה המשתחררת.
המוסכמה כאן
באתר זה זיקה "מועדפת" יותר מוצגת כמספר חיובי גדול יותר של אנרגיה המשתחררת. לכן לכלור ערך חיובי גדול.
זיקה ראשונה ושנייה
הוספת אלקטרון ראשון לאטום נייטרלי יכולה לשחרר אנרגיה, אבל הוספת אלקטרון שני לאניון דורשת בדרך כלל אנרגיה בגלל הדחייה מן המטען השלילי.
לא ציון חסר יחידות
זיקה אלקטרונית היא אנרגיה של תהליך מוגדר. משתמשים ב־eV לאטום או ב־kJ mol⁻¹, ולא ב"רצון" איכותי לקבל אלקטרון.
מגמות וחריגות
לאורך מחזור הוספת אלקטרון נוטה להיות מועדפת יותר לקראת ההלוגנים, אך מבנה תת־הקליפה גורם לסטיות.
לקראת ההלוגנים
Z_eff גדול יותר והקרבה להשלמת p⁶ הופכים קליטת אלקטרון בהלוגנים למלווה בשחרור אנרגיה גדול.
Mg וגזים אצילים
ב־Mg תת־הקליפה 3s מלאה והאלקטרון הבא נכנס ל־3p; בגז אציל יש להתחיל קליפה ראשית חדשה. בשני המקרים התוספת פחות מועדפת.
חנקן חצי־מלא
N הוא 2p³ חצי־מלא. האלקטרון הנוסף חייב להזדווג באורביטל p מאוכלס, ולכן הדחייה מורידה את הזיקה ביחס למגמה חלקה.
קשר לכימיה ממשית
זיקה אלקטרונית היא רכיב מיקרוסקופי חשוב אך אינה לבדה אנרגיית יצירת תרכובת או פוטנציאל חיזור בתמיסה.
F לעומת Cl
אף ש־F קטן ומושך חזק, אורביטל 2p הקומפקטי צפוף יותר ומגדיל דחיית אלקטרון־אלקטרון; לכן הזיקה הראשונה של Cl מעט מועדפת יותר.
תחמוצות והאלקטרון השני
O²⁻ נפוץ במוצקים אף שהוספת אלקטרון שני ל־O⁻ בגז אינה מועדפת, מפני שאנרגיית הסריג ותהליכים אחרים מפצים על העלות.
מחזור בורן–הבר
במחזור בורן–הבר מצרפים אנרגיות יינון, זיקה אלקטרונית, פירוק קשרים ואנרגיית סריג. יציבות מלח נקבעת לפי הסכום כולו.
לא פוטנציאל חיזור
פוטנציאל אלקטרודה כולל ממס, קשרים, ריכוז ותהליכים מרובי־חלקיקים. זיקה אטומית מתייחסת לאטום גזי יחיד בלבד.
מדידה ויחידות
לעיתים מודדים את התהליך ההפוך: פוטודטצ׳מנט של אניון. סף הפוטון הדרוש להסרת האלקטרון העודף קושר ישירות לאנרגיית הקשירה שלו.
פוטודטצ׳מנט
ב־X⁻ פוטון יכול להוציא את האלקטרון העודף. סף האנרגיה מספק דרך נקייה לקבוע את אנרגיית הקשירה ולגזור ממנה את הזיקה.
מדוע מצב גזי
ממס וסריג גבישי מייצבים יונים בצורה חזקה. כדי למדוד תכונה אטומית עצמה יש להפריד את החלקיקים בגז.
eV ו־kJ mol⁻¹
1 eV לחלקיק ≈96.5 kJ mol⁻¹. ערך של כ־3.6 eV לכלור שקול לכ־347 kJ mol⁻¹ אנרגיה משתחררת במוסכמה החיובית כאן.
זיקה אלקטרונית מדגישה את ההבדל בין אטום מבודד לסביבה כימית. צעד של קליטת אלקטרון יכול להיות לא מועדף בגז ועדיין להיות חלק מתהליך כולל מועדף מאוד במוצק או בתמיסה בזכות אנרגיית סריג או סולבציה. לכן זיקה היא רכיב בתקציב אנרגיה, לא פסק דין יחיד על תגובה.
תרגילים פתורים
F או Cl?
למי זיקה אלקטרונית ראשונה מועדפת יותר?
פתרון
ל־Cl מעט יותר, מפני שהצפיפות הגבוהה באורביטל 2p הקטן של F מגדילה דחייה לאלקטרון הנכנס.
חנקן
מדוע N סוטה ממגמה חלקה לאורך המחזור?
פתרון
2p³ הוא מצב חצי־מלא; האלקטרון הנוסף חייב להזדווג באורביטל מאוכלס ומוסיף דחייה.
O²⁻
כיצד O²⁻ יציב בגבישים אם ההוספה השנייה אינה מועדפת בגז?
פתרון
אנרגיית הסריג ושאר תרומות האנרגיה במוצק יכולות לפצות על עלות ההוספה השנייה; זיקה אטומית אינה התקציב כולו.