Mini-kurzus

Elektronaffinitás

Az elektronaffinitás egy izolált gázfázisú atom elektronfelvételekor fellépő energiaváltozást írja le. A Mendeleev.com pozitív értékkel jelzi a kedvező elektronfelvételkor felszabaduló energiát. Ez energia, nem elektronegativitás és nem standard redukciós potenciál.

Mit mér az elektronaffinitás?

Gázfázisú folyamat. X(g)+e⁻→X⁻(g) az elektronszerkezettől függően energiát szabadít fel vagy igényel. A gázfázis kizárja az oldószer- és rácshatásokat.

X(g)e⁻ +X⁻(g)energyreleased?
Elektronaffinitás

Előjel-konvenció. Egyes táblázatok a folyamat ΔE-jét, mások a felszabaduló energia nagyságát adják meg. Ezért az előjelet mindig a definícióval együtt kell olvasni.

eV és kJ mol⁻¹. 1 eV részecskénként körülbelül 96,485 kJ mol⁻¹. Ugyanaz az energia két különböző skálán.

Miért nem sima a tendencia?

Effektív magtöltés. Perióduson belül a növekvő Zₑff általában kedvez az elektronfelvételnek.

NaMgAlSiPSClAr
Elektronaffinitás

Pályaméret

A kompaktabb pálya erős magvonzást ad, de nagyobb elektron–elektron taszítást is okozhat. A két hatás versenyez.

Félig telt alhéj

N 2p³ esetén a következő elektronnak párosodnia kell egy már foglalt p pályán, ami növeli a taszítást és gyenge affinitást ad.

F és Cl

Cl első elektronaffinitása kedvezőbb F-énél, mert a tágasabb 3p tartományban kisebb az új elektron taszítása, mint F nagyon kompakt 2p régiójában.

Nemesgázok

Zárt vegyértékhéj után az új elektronnak magasabb főhéjba kell lépnie, távolabb és erősen árnyékoltan; ezért a felvétel kedvezőtlen.

Módosítsa az értéket — az eredmény azonnal frissül.

Első és második elektronfelvétel

Első elektron

Semleges atomnál a magvonzás elegendő lehet ahhoz, hogy az első elektron felvétele energiát szabadítson fel.

Második elektron

Egy már negatív ionhoz további elektront adni erős Coulomb-taszítással jár, ezért gázfázisban energiát igényel.

Miért létezik mégis O²⁻?

Ionrácsban a kedvezőtlen második elektronfelvételt nagy rácsenergia és a teljes termodinamikai ciklus más tagjai kompenzálhatják.

Egy periódus értelmezése

Na és Mg

Na 3s¹ mellé a második 3s elektron még felvehető, míg Mg 3s² után az új elektron már 3p-be kerül, ezért Mg elektronfelvétele kevésbé kedvező.

Al-tól Cl-ig

A 3p alhéj feltöltése során a növekvő Zₑff általában kedvezőbbé teszi a felvételt, de P és S a párosítás hatását mutatja. Cl-nél az elektron 3p⁶-ot zár le.

Ar

Ar zárt 3p⁶ héja után a következő elektron 4s-be kerülne, ezért a tendencia hirtelen megszakad.

Ionok és redukció

Az elektronaffinitás segít megérteni a halogenidionok képződését, de valós redukcióban kötések, oldószer, rács és több elektron is részt vehet.

Nem elektronegativitás

Az elektronegativitás kötésben lévő elektroneloszlás relatív vonzását jellemzi; az elektronaffinitás gázfázisú elektronfelvételi energia.

Nem redukciós potenciál

A standard redukciós potenciál teljes félreakció szabadenergiájából származik meghatározott körülmények között, ezért nem vezethető le csak az atom elektronaffinitásából.

Feladatok

F vagy Cl

Melyiknek kedvezőbb az első elektronaffinitása?

Megoldás

Cl-nek. A tágasabb 3p tér kisebb elektron–elektron taszítást okoz az érkező elektronnak, mint F kompakt 2p tartománya.

Nitrogén

Miért tér el N a sima periódusos trendtől?

Megoldás

Félig telt 2p³ alhéja van; az új elektronnak párosodnia kell, ami növeli a taszítást.

Oxidion

Hogyan lehet stabil O²⁻ kristályban, ha a második gázfázisú elektronfelvétel kedvezőtlen?

Megoldás

A teljes kristályenergia számít; a nagy rácsenergia és más energetikai tagok kompenzálhatják a kedvezőtlen lépést.