AFFINITETAS ELEKTRONAMS: PERIODINĖ LENTELĖS VARIACIJA IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA

Elektroninis giminingumas arba elektrai afiniškumo yra energetinio variacija dujinėje fazėje atomo priemonė, kai ji apima elektroną į savo valentinės apvalkalo. Kai elektroną įgyja atomas A, gaunamas anijonas A ^- gali būti arba negali būti stabilesnis nei jo pagrindinė būsena. Todėl ši reakcija gali būti endoterminė arba egzoterminė.

Pagal susitarimą, kai elektronų padidėjimas yra endoterminis, elektronų giminingumo reikšmei priskiriamas teigiamas ženklas „+“; Kita vertus, jei jis yra egzoterminis - tai yra, jis išskiria energiją - šiai vertei suteikiamas neigiamas ženklas "-". Kokiais vienetais išreiškiamos šios vertės? KJ / mol, arba eV / atomas.

Jei elementas būtų skystoje arba kietoje fazėje, jo atomai sąveikautų tarpusavyje. Dėl šios priežasties sugertoji arba išlaisvintoji energija dėl elektroninio stiprėjimo gali būti paskirstyta tarp visų šių medžiagų ir gauti nepatikimus rezultatus.

Priešingai, laikoma, kad dujų fazėje jie yra izoliuoti; kitaip tariant, jie su niekuo nesikiša. Taigi, šioje reakcijoje dalyvaujantys atomai yra: A (g) ir A ^- (g). Čia (g) reiškia, kad atomas yra dujų fazėje.

Pirmasis ir antrasis elektroniniai ryšiai

Pirmas

Elektroninę reakciją į padidėjimą galima apibūdinti taip:

A (g) + e ^- => A ^- (g) + E, arba kaip A (g) + e ^- + E => A ^- (g)

Pirmojoje lygtyje E (energija) randamas kaip produktas kairėje rodyklės pusėje; o antroje lygtyje energija skaičiuojama kaip reaktyvi, esanti dešinėje pusėje. Tai yra, pirmasis atitinka egzoterminį elektroninį padidėjimą, o antrasis - endoterminį elektroninį padidėjimą.

Tačiau abiem atvejais prie A atomo valentinio apvalkalo pridedamas tik vienas elektronas.

Antra

Taip pat įmanoma, kad kai ^susidaro neigiamas jonas A ^- jis sugeria kitą elektroną:

A ^- (g) + e ^- => A ^{2 -} (g)

Tačiau, būtina, kad antrasis elektronų afinitetu reikšmės yra teigiamas, nes elektrostatiniai repulsions tarp neigiamo jonų A ^- ir įeinantis elektronų e ^- turi būti įveikti .

Kas lemia, kad dujinis atomas geriau „gauna“ elektroną? Atsakymą iš esmės galima rasti branduolyje, vidinių elektroninių apvalkalų ekranuojančiame efekte ir valentiniame apvalkale.

Kaip kinta elektronų giminingumas periodinėje lentelėje

Viršutiniame paveikslėlyje raudonos rodyklės nurodo kryptis, kuriomis didėja elektroninis elementų giminingumas. Iš to elektronų giminingumas gali būti suprantamas kaip dar viena periodinių savybių ypatybė, kad ji turi daug išimčių.

Elektronų afinitetas didėja kylant grupėms, taip pat didėja iš kairės į dešinę išilgai periodinės lentelės, ypač aplink fluoro atomą. Ši savybė yra glaudžiai susijusi su atominiu spinduliu ir jo orbitų energijos lygiais.

Kintamumas pagal šerdį ir ekraną

Branduolys turi protonus, kurie yra teigiamai įkrautos dalelės, veikiančios patrauklią jėgą atomo elektronams. Kuo arčiau elektronai yra branduolyje, tuo didesnį potraukį jie jaučia. Taigi, didėjant atstumui nuo branduolio iki elektronų, tuo mažesnės patraukliosios jėgos.

Be to, elektronai, esantys vidiniame apvalkale, padeda "apsaugoti" branduolio poveikį elektronams, esančiuose atokiausiuose apvalkale: valentinius elektronus.

Taip yra dėl pačių elektroninių atstumų tarp neigiamų mokesčių. Tačiau šį poveikį neutralizuoja padidėjęs atominis skaičius Z.

Kaip tai yra susiję su elektroniniu giminingumu? Kad dujinis atomas A turės didesnę polinkį įgyti elektronus ir formuoti stabilius neigiamus jonus, kai ekrano efektas bus didesnis nei įeinančio ir valentinio apvalkalo elektronų atstūmimai.

Priešingai, kai elektronai yra labai toli nuo branduolio, o atstumai tarp jų nenukenčia nuo elektroninio stiprinimo.

Pavyzdžiui, nusileidimas grupėje „atveria“ naujus energijos lygius, kurie padidina atstumą tarp branduolio ir išorinių elektronų. Dėl šios priežasties judinant grupes aukštyn, didėja elektroninė priklausomybė.

Kintamumas pagal elektronų konfigūraciją

Visi orbitalės turi savo energijos lygius, taigi, jei naujasis elektronas užims didesnės energijos orbitalę, atomas turės absorbuoti energiją, kad tai būtų įmanoma.

Be to, būdas, kuriuo elektronai užima orbitalę, gali arba negali palaikyti elektroninio stiprinimo, taip išskirdamas skirtumus tarp atomų.

Pavyzdžiui, jei visi elektronai nėra suporuoti p orbitalėse, įtraukus naują elektroną, gali susiformuoti suporuota pora, sukelianti atstumiančiąsias jėgas kitiems elektronams.

Taip yra azoto atomo, kurio elektronų afinitetas (8kJ / mol) yra mažesnis nei anglies atomo (-122kJ / mol), atveju.

Pavyzdžiai

1 pavyzdys

Pirmasis ir antrasis deguonies elektroniniai ryšiai yra šie:

O (g) + e ^- => O ^- (g) + (141 kJ / mol)

O ^- (g) + e ^- + (780 kJ / mol) => O ^2– (g)

O elektronų konfigūracija yra 1s ² 2s ² 2p ⁴ . Jau yra suporuota elektronų pora, kuri negali įveikti patraukliosios branduolio jėgos; todėl elektroninis stiprinimas išskiria energiją po to, kai susidaro stabilus O ^- jonas .

Vis dėlto, nors O ² yra tokios pačios konfigūracijos kaip ir tauriųjų dujų neonas, jo elektroninės reakcijos viršija patraukliąją branduolio jėgą, ir, norint leisti elektronui patekti, reikalingas energijos tiekimas.

2 pavyzdys

Palyginus 17 grupės elementų elektroninius ryšius, gaunama:

F (g) + e ^- = F ^- (g) + (328 kJ / mol)

Cl (g) + e ^- = Cl ^- (g) + (349 kJ / mol)

Br (g) + e ^- = Br ^- (g) + (325 kJ / mol)

I (g) + e ^- = I ^- (g) + (295 kJ / mol)

Iš viršaus į apačią - mažėjant grupėje - didėja atominis spindulys, taip pat atstumas tarp branduolio ir išorinių elektronų. Dėl to padidėja elektroninis ryšys; tačiau fluoras, kurio vertė turėtų būti didžiausia, yra pralenktas chloru.

Kodėl? Ši anomalija parodo elektroninių atsispaudimų poveikį patraukliajai jėgai ir mažam ekranui.

Kadangi fluoras yra labai mažas atomas, fluoras „kondensuoja“ visus jo elektronus mažame tūryje, sukeldamas didesnį įeinančio elektrono atstūmimą nei jo tūriniai giminingieji junginiai (Cl, Br ir I).

Nuorodos

Chemija „LibreTexts“. Elektronų afinitetas. Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: chem.libretexts.org
Jimas Clarkas. (2012). Elektronų afinitetas. Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: chemguide.co.uk
Carlas R. Nave'as. Pagrindinės grupės elementų giminingumas elektronams. Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
N. De Leon prof. Elektronų afinitetas. Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: iun.edu
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2016 m. Gegužės 27 d.). Elektronų afiniteto apibrėžimas. Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: thinkco.com
Cdang. (2011 m. Spalio 3 d.). Periodinė elektronų afinitetų lentelė. . Gauta 2018 m. Birželio 4 d. Iš: commons.wikimedia.org
Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. Chemija. (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis, p. 227–229.
Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas., P. 29). Mc Graw Hill.

AFFINITETAS ELEKTRONAMS: PERIODINĖ LENTELĖS VARIACIJA IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025