Mendeleev

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.

X(g)e⁻ +X⁻(g)energyreleased?
Afinitate electronică

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.

NaMgAlSiPSClAr
Afinitate electronică

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.