Mendeleev

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.

X(g)e⁻ +X⁻(g)energyreleased?
Elektronu afinitāte

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.

NaMgAlSiPSClAr
Elektronu afinitāte

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.