Definiția afinității electronilor în chimie

Afinitatea electronilor reflectă capacitatea unui atom de a accepta un electron. Este schimbarea de energie care are loc atunci când un electron este adăugat la un atom gazos. Atomii cu sarcină nucleară eficientă mai puternică au o afinitate mai mare de electroni.

Reacția care are loc atunci când un atom preia un electron poate fi reprezentată ca:

X + e^- → X^- + energie

Un alt mod de a defini afinitatea electronilor este ca cantitatea de energie necesară pentru a elimina un electron dintr-un ion negativ încărcat individual:

X^- → X + e^-

Cheltuieli cheie: definiția și tendința afinității electronilor

• Afinitatea electronilor este cantitatea de energie necesară pentru a detașa un electron de un ion încărcat negativ al unui atom sau moleculă.
• Este indicat folosind simbolul Ea și este de obicei exprimat în unități de kJ / mol.
• Afinitatea electronilor urmează o tendință în tabelul periodic. Crește deplasarea în jos a unei coloane sau grup și, de asemenea, crește mișcarea de la stânga la dreapta pe un rând sau o perioadă (cu excepția gazelor nobile).
• Valoarea poate fi pozitivă sau negativă. O afinitate negativă a electronilor înseamnă că energia trebuie introdusă pentru a atașa un electron la ion. Aici, captarea electronilor este un proces endotermic. Dacă afinitatea electronilor este pozitivă, procesul este exotermic și are loc spontan.

Tendința de afinitate a electronilor

Afinitatea electronilor este una dintre tendințele care pot fi prezise folosind organizarea elementelor din tabelul periodic.

• Afinitatea electronilor crește mișcând în jos un grup de elemente (coloana periodică a tabelului).
• Afinitatea electronilor crește în general mișcând de la stânga la dreapta pe o perioadă de timp (rândul tabelului periodic). Fac excepție gazele nobile, care se află în ultima coloană a tabelului. Fiecare dintre aceste elemente are o carcasă de electroni de valență complet umplută și o afinitate de electroni care se apropie de zero.

Nemetalele au de obicei valori mai mari de afinitate a electronilor decât metalele. Clorul atrage puternic electronii. Mercur este elementul cu atomi care atrag cel mai slab un electron. Afinitatea electronilor este mai dificil de prevăzut în molecule, deoarece structura lor electronică este mai complicată.

Utilizări ale afinității electronice

Rețineți că valorile de afinitate a electronilor se aplică numai atomilor și moleculelor gazoase, deoarece nivelurile de energie electronică ale lichidelor și solidelor sunt modificate prin interacțiunea cu alți atomi și molecule. Chiar și așa, afinitatea electronilor are aplicații practice. Este utilizat pentru a măsura duritatea chimică, o măsură a acizilor și bazelor Lewis încărcate și ușor polarizate. Este, de asemenea, utilizat pentru a prezice potențialul chimic electronic. Utilizarea principală a valorilor afinității electronilor este de a determina dacă un atom sau o moleculă va acționa ca un acceptor de electroni sau un donator de electroni și dacă o pereche de reactanți vor participa la reacțiile de transfer de sarcină.

Convenția privind semnele de afinitate electronică

Afinitatea electronilor este cel mai adesea raportată în unități de kilojoule pe mol (kJ / mol). Uneori, valorile sunt date în termeni de mărimi unele cu altele.

Dacă valoarea afinității electronilor sau E_ea este negativ, înseamnă că energia este necesară pentru a atașa un electron. Valorile negative sunt observate pentru atomul de azot și, de asemenea, pentru majoritatea capturilor de alți electroni. Poate fi văzut și pentru suprafețe, cum ar fi diamantul. Pentru o valoare negativă, captarea electronilor este un proces endotermic:

E_ea = −ΔE(Atașați)

Aceeași ecuație se aplică dacă E_ea are o valoare pozitivă. În această situație, schimbarea ΔE are o valoare negativă și indică un proces exotermic. Captarea electronilor pentru majoritatea atomilor de gaze (cu excepția gazelor nobile) eliberează energie și este exotermică. Un mod de a vă aminti capturarea unui electron are un negativ hasE este să vă amintiți că energia este eliberată sau eliberată.

Nu uitați: ΔE și EEa are semne opuse!

Exemplu Calculul afinității electronilor

Afinitatea electronilor a hidrogenului este ΔH în reacție:

H (g) + e^- → H^-(G); ΔH = -73 kJ / mol, deci afinitatea electronilor de hidrogen este +73 kJ / mol. Semnul „plus” nu este citat, totuși Eea este scrisă pur și simplu ca 73 kJ / mol.

surse

• Anslyn, Eric V.; Dougherty, Dennis A. (2006). Chimie organică modernă fizică. Cărțile științelor universitare. ISBN 978-1-891389-31-3.
• Atkins, Peter; Jones, Loretta (2010). Principiile chimice Căutarea Insight-ului. Freeman, New York. ISBN 978-1-4292-1955-6.
• Himpsel, F.; Knapp, J.; Vanvechten, J .; Eastman, D. (1979). "Fotoyield cuantic de diamant (111) -Un emițător stabil de afinitate negativă". Revizuirea fizică B. 20 (2): 624. doi: 10.1103 / PhysRevB.20.624
• Tro, Nivaldo J. (2008). Chimie: o abordare moleculară (Ediția a 2-a). New Jersey: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-100065-9.
• IUPAC (1997). Compendiu de terminologie chimică (Ediția a 2-a.) („Cartea de aur”). doi: 10.1351 / goldbook.E01977