Elektronu afinitāte
Elektronu afinitāte raksturo enerģijas izmaiņu, kad izolēts gāzveida atoms pievieno elektronu. Mendeleev.com pozitīva vērtība apzīmē enerģiju, kas izdalās labvēlīgas pievienošanās laikā. Tā ir enerģētiska īpašība, nevis elektronegativitāte vai standarta reducēšanas potenciāls.
Ko mēra elektronu afinitāte
Gāzes fāzes process. X(g)+e⁻→X⁻(g) atkarībā no elektronu struktūras var izdalīt vai patērēt enerģiju. Gāzes fāze izslēdz šķīdinātāja un kristālrežģa efektus.
Zīmes konvencija. Dažādi avoti dod procesa ΔE vai izdalītās enerģijas lielumu, tādēļ zīme vienmēr jālasa kopā ar definīciju.
eV un kJ mol⁻¹. 1 eV uz daļiņu atbilst aptuveni 96,485 kJ mol⁻¹. Tā ir viena un tā pati enerģija divos mērogos.
Kāpēc tendence nav gluda
Efektīvais kodola lādiņš. Pāri periodam augošs Zₑff parasti padara elektrona pievienošanu labvēlīgāku.
Orbitāles izmērs
Kompakta orbitāle palielina kodola pievilkšanu, bet var palielināt arī atgrūšanos ar jau esošajiem elektroniem. Šie efekti konkurē.
Puspiepildīti apakšlīmeņi
N 2p³ gadījumā jaunajam elektronam jāveido pāris jau aizņemtā p orbitālē, kas palielina atgrūšanos un padara afinitāti neparasti vāju.
F un Cl
Cl pirmā elektronu afinitāte ir labvēlīgāka nekā F, jo plašākā 3p telpa samazina atgrūšanos salīdzinājumā ar F ļoti kompakto 2p reģionu.
Cēlgāzes
Pēc slēgtas valences čaulas nākamajam elektronam būtu jāsāk jauna galvenā čaula, tādēļ pievienošana ir nelabvēlīga.
Mainiet vērtību — rezultāts atjaunojas uzreiz.
Pirmais un otrais elektrons
Pirmais elektrons
Neitrālam atomam kodola pievilkšana var būt pietiekama, lai pirmā elektrona pievienošana izdalītu enerģiju.
Otrais elektrons
Pievienot elektronu jau negatīvam jonam traucē spēcīga elektrostatiskā atgrūšanās, tāpēc gāzes fāzē tas prasa enerģiju.
Kāpēc tomēr pastāv O²⁻
Kristālā nelabvēlīgo otro gāzes fāzes soli var kompensēt liela režģa enerģija un citi visa termodinamiskā cikla locekļi.
Kā lasīt periodu
Na un Mg
Na 3s¹ var pieņemt otru 3s elektronu, bet Mg 3s² gadījumā nākamajam elektronam jāsāk 3p, tādēļ pievienošanās ir mazāk labvēlīga.
No Al līdz Cl
Pildoties 3p, augošs Zₑff kopumā palīdz, bet P un S parāda pārošanās efektu. Cl pievienotais elektrons pabeidz 3p⁶.
Ar
Ar ir slēgta 3p⁶ čaula; nākamais elektrons sāktu 4s, tāpēc tendence beidzas ar strauju izmaiņu.
Joni un reducēšana
Elektronu afinitāte palīdz saprast halogenīdu veidošanos, bet reālas reducēšanas enerģija ietver saites, šķīdinātāju, režģi un dažkārt vairākus elektronus.
Nav elektronegativitāte
Elektronegativitāte ir relatīva saites elektronu blīvuma pievilkšanas skala; elektronu afinitāte ir gāzes fāzes elektrona pievienošanas enerģija.
Nav reducēšanas potenciāls
Standarta reducēšanas potenciāls saistīts ar visas pusreakcijas brīvo enerģiju noteiktos apstākļos un nav nosakāms tikai no atoma elektronu afinitātes.
Uzdevumi
F vai Cl
Kuram ir labvēlīgāka pirmā elektronu afinitāte?
Risinājums
Cl, jo tā plašākajā 3p reģionā ienākošais elektrons izjūt mazāku elektronu atgrūšanos nekā F kompaktajā 2p reģionā.
Slāpeklis
Kāpēc N novirzās no gludas 2. perioda tendences?
Risinājums
N ir puspiepildīts 2p³ apakšlīmenis; jaunajam elektronam jāveido pāris un jāpalielina atgrūšanās.
Oksīda jons
Kā O²⁻ var būt stabils kristālā, ja otrā gāzes fāzes pievienošana ir nelabvēlīga?
Risinājums
Kopējo enerģijas bilanci nosaka arī liela režģa enerģija un citi termodinamiskie locekļi, kas var kompensēt šo soli.