Bahasa MelayuMS⌄
Afiniti elektron
Afiniti elektron menerangkan perubahan tenaga apabila satu elektron ditambahkan kepada atom gas. Di sini kita menggunakan konvensyen yang menyatakan nilai positif lebih besar sebagai lebih banyak tenaga yang dibebaskan semasa elektron terikat. Trend berkala penting, tetapi pengisian subkulit dan tolakan dalam orbital kecil menghasilkan pengecualian seperti perbandingan F dengan Cl.
Takrif dan tanda tenaga
Proses asas ialah X(g)+e⁻→X⁻(g). Literatur menggunakan lebih daripada satu konvensyen tanda, jadi perlu dinyatakan sama ada nombor ialah perubahan entalpi atau magnitud tenaga yang dibebaskan.
Konvensyen di sini
Afiniti yang lebih memihak ditulis sebagai nilai positif lebih besar bagi tenaga yang dibebaskan. Dengan konvensyen ini, klorin mempunyai nilai yang besar dan positif.
Afiniti pertama dan kedua
Elektron pertama pada atom neutral boleh melepaskan tenaga, tetapi penambahan elektron kedua kepada anion biasanya memerlukan tenaga kerana tolakan daripada cas negatif sedia ada.
Bukan skor tanpa unit
Afiniti elektron ialah tenaga bagi proses tertentu. Ia boleh diberi dalam eV per atom atau kJ mol⁻¹, bukan ukuran kualitatif "kemahuan" atom.
Trend dan pengecualian
Penambahan elektron secara umum menjadi lebih memihak menuju halogen dalam satu kala, tetapi struktur subkulit menghasilkan penyimpangan yang nyata.
Menuju halogen
Z_eff meningkat dan satu elektron tambahan hampir melengkapkan p⁶, maka halogen membebaskan tenaga besar apabila menerima elektron.
Mg dan gas adi
Mg mempunyai 3s² penuh, jadi elektron baharu perlu masuk 3p; gas adi pula perlu memulakan kulit utama baharu. Kedua-duanya kurang memihak.
Nitrogen separuh penuh
N mempunyai 2p³ separuh penuh. Elektron tambahan mesti berpasangan dalam orbital p yang sudah berisi, meningkatkan tolakan dan mengurangkan afiniti.
Hubungan dengan kimia sebenar
Afiniti atom ialah satu komponen mikroskopik, bukan keseluruhan tenaga pembentukan sebatian atau potensi penurunan dalam larutan.
F berbanding Cl
Walaupun F kecil dan tarikan nuklearnya kuat, orbital 2p yang sangat padat meningkatkan tolakan terhadap elektron masuk. Oleh itu afiniti pertama Cl sedikit lebih memihak.
Oksida dan elektron kedua
O²⁻ boleh stabil dalam kristal walaupun penambahan elektron kedua pada O⁻ dalam gas tidak memihak, kerana tenaga kisi dan interaksi lain mengimbangi kos itu.
Kitar Born–Haber
Kitar Born–Haber menggabungkan tenaga pengionan, afiniti elektron, pemutusan ikatan dan tenaga kisi. Pembentukan garam ditentukan oleh jumlah semua terma.
Bukan potensi penurunan
Potensi elektrod merangkumi pelarutan, ikatan, kepekatan dan tindak balas keseluruhan. Afiniti elektron hanya merujuk atom gas tunggal.
Pengukuran dan unit
Afiniti sering diperoleh melalui proses songsang, iaitu photodetachment anion. Ambang tenaga foton untuk mengeluarkan elektron tambahan memberikan tenaga ikatan elektron itu.
Photodetachment
Cahaya pada X⁻ boleh mengeluarkan elektron. Tenaga ambang proses ini membolehkan tenaga ikatan elektron tambahan ditentukan secara eksperimen.
Mengapa fasa gas
Pelarut dan kisi kristal menstabilkan ion dengan kuat. Fasa gas diperlukan untuk memisahkan sifat atom daripada sumbangan persekitaran.
Skala eV dan kJ mol⁻¹
1 eV per zarah ≈96.5 kJ mol⁻¹. Nilai sekitar 3.6 eV bagi Cl bersamaan kira-kira 347 kJ mol⁻¹ tenaga dibebaskan di bawah konvensyen positif ini.
Afiniti elektron juga menunjukkan beza antara atom terpencil dan persekitaran kimia. Langkah menerima elektron yang tidak memihak dalam gas masih boleh menjadi sebahagian proses keseluruhan yang sangat memihak dalam kristal atau larutan kerana tenaga kisi atau pelarutan. Afiniti ialah satu terma dalam bajet tenaga yang lebih luas.
Latihan berjawab
F atau Cl?
Yang manakah mempunyai afiniti elektron pertama lebih memihak?
Penyelesaian
Cl sedikit lebih memihak kerana orbital 2p F yang sangat padat meningkatkan tolakan elektron–elektron.
Nitrogen
Mengapa N menyimpang daripada trend licin merentas kala?
Penyelesaian
2p³ ialah subkulit separuh penuh; elektron tambahan mesti berpasangan dalam orbital yang telah dihuni dan meningkatkan tolakan.
O²⁻
Bagaimanakah O²⁻ boleh biasa dalam kristal jika penambahan kedua tidak memihak dalam gas?
Penyelesaian
Tenaga kisi dan terma tenaga lain dalam pepejal boleh mengimbangi kos penambahan kedua; afiniti atom bukan keseluruhan bajet tenaga.