Elektron affinitet og dens måling og variation
Elektron affinitet (EA), eller elektron få enthalpi eller blot affinitet i den periodiske tabel defineres som den mængde energi, der frigives eller befriet, når en elektron tilføjet til en isoleret neutral gasformige atom på det laveste energi-niveau (grundtilstanden) til at producere en uni-negative ion eller anion., I ionisering energi, energi, der leveres til at fjerne en, to, og flere elektroner fra et atom eller kation, men i elektron tilhørsforhold, den energi, der frigives, med tilføjelse af en eller flere elektroner i et atom eller anion. Elektronaffinitet er en eksoterm reaktion med det negative tegn i henhold til den sædvanlige termodynamikkonvention i kemi, men måling af affiniteter altid den positive værdi. Affinitet værdi målt ved enhed eV pr atom eller kJ mol-1 og foretages ved atomare størrelse, afskærmning elektron, og elektronisk konfiguration eller struktur atom eller ion.,
Tilhørsforhold er vanskeligt at opnå, men foranstaltning fra den indirekte måling af, Født-Haber energikredsløb, hvor det ene trin er elektronens partikel fange. Affiniteter måles også ved direkte undersøgelse af elektronfangst fra opvarmede filamenter. Den anden metode bestemte antallet af neutrale atomer, ioner og elektroner med massespektrometeret i det elektromagnetiske strålingsspektrum., Dette giver standard fri energi til ligevægtsreaktionen. Den frie energi beregnet ud fra temperaturafhængigheden af ligevægtskonstanten.
spørgsmål: Beregn elektronaffiniteten af klor fra de fødte Haber — cyklusdata. Det krystalgitter, energi, natrium, chlorid = — 774 kJ mol-1, ionisering energi af natrium = 495 kJ mol-1, varmen af sublimering af natrium = 108 kJ mol-1, bond energi af klor = 240 kJ mol-1 og varmen i dannelsen af natriumchlorid = 410 kJ mol-1.,
Svar: Født — Haber Cyklus ligning for dannelsen af natriumchlorid krystal
– UNaCl — IENa + EACl — SNa — ½DCl — ΔHf = 0
, eller, ECl = UNaCl + IENa + SNa +½DCl + ΔHf
= — 774 + 495 + 108 + 120 + 410
= 359 kJ mol-1
Påvirker Tendenser af elektron Tilhørsforhold
omfanget af EA påvirket af den atomare radious, beskyttende effekt, og elektroniske struktur eller konfiguration af et atom eller en ion.
atomradius og affinitet af atomer
større atomstørrelsen mindre atomernes tendens til at tiltrække de yderligere elektroner mod sig selv., Hvilket reducerer tiltrækningskraften, der udøves af kernen i et atom. Derfor falder elektronaffiniteterne med at øge størrelsen eller radius af et atom.
afskærmning effekt og affinitet
højere størrelsen af effektiv nuklear ladning (ffeff) større tendens til at tiltrække de ekstra elektroner mod sig selv. Derfor er den større tiltrækningskraft, der udøves af på kernen i et atom. Som et resultat frigøres højere energi, når ekstra elektroner føjes til et atom., Derfor øges størrelsen af elektronaffiniteten af periodiske elementer med stigende effektiv nuklear ladning af et atom.
elektronisk struktur og affinitet
størrelsen af elektronaffinitet afhænger af atomernes elektroniske struktur. Derfor besidder elementerne med NS2, np6 valensskalkonfiguration den meget lave værdi af affinitet på grund af stabil valensskalkonfiguration. For eksempel har hydrogenatom, når man får en elektron til dannelse af H-ion (1s2), meget lav elektronaffinitet (73 kJ mol-1) og danner stabilt alkalihydrid., Polariseringen af hydridion meget høj.spørgsmål: redegøre for det store fald i elektronaffinitet mellem lithium og beryllium.
svar: atomnummer og elektronisk konfiguration lithium og beryllium er henholdsvis 1s2 2s1 (3) og 1s2 2s2. Derfor har lithium en ufuldstændigt fyldt 2s subshell, mens beryllium har fyldt subshell. Derfor lithium kan modtage elektroner i 2s sub-shell, men for beryllium, en stadig højere energi 2p niveau. Derfor modstår beryllium at få ekstra elektroner i højere energiniveau eller 2p orbitaler.,
spørgsmål: Hvorfor elektronaffiniteten af nitrogen er mindre end fosfor?
Svar: Elektron konfiguration af kvælstof og fosfor 1s2 2s2 2p3 og 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. På grund af den mindre størrelse af nitrogenatom, når en ekstra elektron tilsættes til den stabile halvfyldte 2p subshell en vis mængde energi, der kræves. Derfor er nitrogenets elektronaffinitet negativ. På den anden side på grund af den større størrelse af en fosfor sammenligning med nitrogen lille mængde energi frigivet, når en elektron føjes til den stabile halvfyldte 3p subshell.,
Elektronaffinitetstendenser i det periodiske bord
Når vi bevæger os ned ad en gruppe i det periodiske bord, øges størrelsen af atomer generelt med stigende atomnummer. Derfor falder størrelsen af elektronaffinitet generelt i samme retning.
elementerne i den anden periode er relativt mindre i størrelser end elementerne i tredje periode. Men elektronaffinitetsværdierne for elementerne i anden periode er mindre end elementerne i tredje periode. Disse uventede adfærd forklares ved ladningstætheder for de respektive negative ioner., På grund af en høj værdi af elektrondensitet modsat af de interelektroniske afstødningskræfter.
spørgsmål: Hvorfor elektronaffiniteten af fluor er lavere end chloratomet?
svar: de lavere værdier af fluoratomets affinitet på grund af elektronisk afstødning i kompakt 2p-orbital. Derfor tilhørsforhold tendenser for halogenatomer er F < Cl > Br > I.
Spørgsmålet: Hvorfor elektron affinitet af beryllium og magnesium er næsten nul?,
Svar: Beryllium og magnesium er helt fyldt s-energikilder med elektronisk konfiguration, 1s2 2s2 og 1s2 2s2 2p6 3s2. Derfor vil de ekstra elektroner komme ind i 2p-subshell af beryllium og 3p-subshell i tilfælde af magnesium. Dette modstår indfangning af elektroner i et nyt højere kvanteenerginiveau.
Oxiderende Egenskaber og Elektron Tilhørsforhold
halogen besidder store ligheder, der indikerer den stærke tendens til at samle op elektroner eller fungere som stærke oxidationsmidler., Ladningstætheden af fluor er større end chloratomet på grund af den lille størrelse af fluoratomet. Derfor er elektronaffiniteten af chlor større end fluoratomet. Dette indikerer, at klor skal være det stærkeste o .idationsmiddel. Faktisk har fluor vist sig at være det stærkeste o .idationsmiddel blandt alle miljøelementer., Derfor, oxiderende tendenser af halogen, F > Cl > Br > men jeg tilhørsforhold tendenser, F < Cl > Br > I. oxiderende effekt af halogenatomer forklarer ved oxidation potentiale for redox-reaktioner og bond dissociation energi af halogenatomer.
- efterhånden som vales of chemical potential (E0) øges, øges den o .iderende effekt også. Værdier af E0 for halogen molekyle, som F2 = -186.6 kcal/mol, Cl2 = -147.5 kcal/mol, Br2 = -136.,5 kcal/ mol, I2 = 122, 6 kcal / mol. Disse værdi clerly viser, at E0 værdier af flurinmolekyle er højest, således Flurin er stærkeste o .idationsmiddel.
- den stærkeste o .iderende egenskab forklarer også ved lille værdi af kemisk binding dissociation energi af fluormolekyle. Dissociation energi af ikke-polære halogener molekyle, F2 = 1.64 eV/muldvarp, Cl2 = 2.48 eV/muldvarp, Br2 = 2.00 eV/muldvarp, I2 = 1.56 eV/muldvarp.
elektronaffinitet af ædelgasser
valensskal elektronisk konfiguration (ns2np6) af inerte gasser fyldes fuldstændigt af elektronerne., Derfor skal den indkommende elektron gå ind i det næste højere energiniveau eller hovedkvantetal og affinitetsværdier af inerte gasser svarende til nul. Atomenergien af ædelgasser, der ikke er høj nok til at holde en elektron i nye kvanteenerginiveauer og affinitetsdata i læringskemi af ædelgasmolekyler, er heller ikke tilgængelig.