Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.3.2: Спорідненість електронів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    33222

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Визначення спорідненості електронів

    За даними IUPAC, існує два різних, але еквівалентні визначення спорідненості електронів (ЕА). 1

    Визначення: Електронна спорідненість визначається як видалення електрона

    Спорідненість до електронів може бути визначена як енергія, необхідна при видаленні електрона з газоподібного аніону. Реакція, як показано в рівнянні,\(\ref{EA1}\) є ендотермічною (позитивною\(\Delta U\)) для елементів, крім благородних газів і лужноземельних металів. Під цим визначенням, чим більше позитивне значення EA, тим вище спорідненість атома до електронів.

    \[A^{-}_{(g)} \longrightarrow A_{(g)} + e^- \hspace{1cm} EA = \Delta U \label{EA1} \]

    Реакція, показана в Рівнянні,\(\ref{EA1}\) аналогічна тій, що визначають енергію іонізації. З цієї причини EA також описується як нульова енергія іонізації.

    Визначення: Електронна спорідненість визначається як додавання електрона

    Альтернативним і більш поширеним визначенням є мікроскопічний реверс Рівняння\(\ref{EA1}\). Це більш поширене визначення стверджує, що спорідненість електронів - це енергія, що виділяється при додаванні електрона до газоподібного атома, як показано в Рівнянні\(\ref{EA2}\). Реакція, як показано в рівнянні,\(\ref{EA2}\) є екзотермічною (негативною\(\Delta U\)) для елементів, крім благородних газів і лужноземельних металів. Чим більше негативне це значення EA, тим вище спорідненість атома до електронів.

    \[A_{(g)} + e^- \longrightarrow A^{-}_{(g)} \hspace{1cm} EA = \Delta U \label{EA2} \]

    Концептуально це друге визначення досить схоже на поняття електронегативності; але на відміну від електронегативності, ЕА є чітко визначеним кількісним виміром.

    Тенденції спорідненості до електронів

    Для цього обговорення ми будемо використовувати визначення EA, яке узгоджується з тим, що він є нульовою енергією іонізації: більш позитивне (більше) значення означає, що EA вище (означає сильнішу спорідненість до електрона).

    • Протягом періоду: Подібно до енергії іонізації, EA, як правило, збільшується по ряду періодичної таблиці; це спостереження узгоджується зі збільшенням ефективного ядерного заряду (Z*) зліва направо протягом періоду. Однак існують варіації протягом періоду, подібні до варіацій енергії іонізації, і це можна пояснити екрануванням, проникненням та конфігурацією електронів.
    • Вниз групи: Як і у випадку з тенденціями енергії іонізації, EA не послідовно зменшується вниз стовпцем періодичної таблиці, незважаючи на те, що\(Z^*\) збільшується вниз по групі.

    Тенденція в EA слідує зигзагоподібному малюнку, подібному до тієї, що спостерігається з енергіями іонізації, за винятком того, що вона витісняється на одну одиницю з тенденції в\(I_1\)\(I_2\), дві одиниці з і так далі. Наприклад, EA піки на F, тоді як\(I_1\) піки на Ne,\(I_2\) піки на Na та\(I_3\) піки на Mg. Графік ЕА для перших 13 елементів показаний накладенням на\(I_3\) ділянках\(I_1, I_2\) і на рис\(\PageIndex{1}\)., де вказані зрушення в піках і долині в межах кожного зигзагоподібного тренду.

    clipboard_e069e4a4940fac9fd8d2a2472f604b863.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\). Графік спорідненості електронів (нульова енергія іонізації) накладено на ділянки першої (\(I_1\)), другої (\(I_2\)) та третьої (\(I_3\)) енергій іонізації. Кожен сюжет показаний за допомогою окремих осей y. Тенденції в ЕА схожі з тими в енергіях іонізації, за винятком того, що піки і долини трендів зміщені на одну одиницю, як зазначено. Ці графіки показані в одиницях кДж/моль. (CC-BY-NC-SA; Кетрін Хаас)

    Джерела

    1. ІУПАК. Збірник хімічної термінології, 2-е изд. («Золота книга»). Укладаються А.Д. Макнот і А.Уілкінсон. Наукові публікації Блеквелла, Оксфорд (1997). Онлайн-версія (2019-) створена С.Дж. Чалком. ISBN 0-9678550-9-8. doi.org/10.1351/Золота книга.
    2. Електронна спорідненість (сторінка даних), Вікіпедія. ua.wikipedia.org/wiki/Electron_affinity_ (data_page) Доступ до 03.12.19.