Afinitate electronică
Afinitatea electronică descrie schimbarea de energie când un atom izolat în fază gazoasă captează un electron. Pe Mendeleev.com folosim o valoare pozitivă pentru energia eliberată la o captare favorabilă. Este o mărime energetică distinctă de electronegativitate și de potențialul standard de reducere.
Ce măsoară afinitatea electronică
Proces în fază gazoasă. X(g)+e⁻→X⁻(g) poate elibera sau absorbi energie în funcție de structura electronică. Faza gazoasă elimină efectele solventului și rețelei cristaline.
Convenția de semn. Unele tabele prezintă ΔE al procesului, altele energia eliberată; de aceea semnul trebuie citit întotdeauna împreună cu definiția.
eV și kJ mol⁻¹. 1 eV pe particulă corespunde aproximativ la 96,485 kJ mol⁻¹. Este aceeași energie exprimată la două scări.
De ce tendința nu este netedă
Sarcina nucleară efectivă. De-a lungul unei perioade, creșterea Zₑff face de obicei captarea electronului mai favorabilă.
Dimensiunea orbitalului
Un orbital compact intensifică atracția nucleară, dar poate crește și repulsia cu electronii existenți. Cele două efecte concurează.
Substraturi semiumplute
Pentru N 2p³, electronul nou trebuie să se împerecheze într-un orbital p ocupat, ceea ce crește repulsia și slăbește afinitatea.
F și Cl
Cl are o primă afinitate electronică mai favorabilă decât F, deoarece regiunea 3p mai spațioasă reduce repulsia pentru electronul nou față de regiunea 2p foarte compactă a F.
Gazele nobile
După un înveliș de valență închis, electronul următor ar trebui să înceapă un nou înveliș principal, mai depărtat și puternic ecranat; captarea devine nefavorabilă.
Modificați valoarea — rezultatul se actualizează imediat.
Primul și al doilea electron
Prima captare
La un atom neutru, atracția nucleară poate fi suficientă pentru ca prima captare de electron să elibereze energie.
A doua captare
Adăugarea unui electron la un ion deja negativ întâmpină o puternică repulsie electrostatică și necesită energie în fază gazoasă.
De ce există totuși O²⁻
Într-un cristal, pasul gazos nefavorabil poate fi compensat de energia mare de rețea și de celelalte contribuții ale ciclului termodinamic.
Cum se citește o perioadă
Na și Mg
Na 3s¹ poate primi al doilea electron 3s, în timp ce Mg 3s² trebuie să înceapă 3p, făcând captarea mai puțin favorabilă.
De la Al la Cl
Pe măsură ce 3p se umple, Zₑff în creștere favorizează în general captarea, dar P și S arată efectul împerecherii. La Cl electronul completează 3p⁶.
Ar
Ar are un înveliș 3p⁶ închis; electronul următor ar intra în 4s, astfel tendința se încheie printr-o schimbare bruscă.
Ioni și reducere
Afinitatea electronică ajută la explicarea formării halogenurilor, dar o reducere reală implică legături, solvent, rețea și uneori mai mulți electroni.
Nu este electronegativitate
Electronegativitatea este o scară relativă pentru atragerea densității electronice într-o legătură; afinitatea electronică este o energie de captare în fază gazoasă.
Nu este potențial de reducere
Potențialul standard de reducere reflectă energia liberă a unei semireacții complete în condiții definite și nu poate fi prezis doar din afinitatea atomică.
Exerciții
F sau Cl
Care are prima afinitate electronică mai favorabilă?
Soluție
Cl. Regiunea 3p mai spațioasă produce mai puțină repulsie pentru electronul nou decât regiunea 2p compactă a F.
Azot
De ce N se abate de la o tendință netedă în perioada 2?
Soluție
N are 2p³ semiumplut; electronul nou trebuie să se împerecheze, crescând repulsia.
Ion oxid
Cum poate O²⁻ fi stabil în cristal dacă a doua captare gazoasă este nefavorabilă?
Soluție
Balanța totală include energia de rețea și alte contribuții termodinamice care pot compensa pasul nefavorabil.