Elektroni affiniteetti, ja sen mittaaminen ja vaihtelua
Elektroni affiniteetti (EA) tai electron saada entalpia tai yksinkertaisesti affiniteetti jaksollisen määrittelee energian määrä julkaissut tai vapautunut, kun elektroni lisätty eristetty neutraali kaasu atom sen alin energiataso (ground state) tuottaa uni-negatiivinen ioni tai anioni., Ionisaatio, energian toimitukseen poistaa yksi, kaksi, ja enemmän elektroneja atomin tai kationi, mutta electron samansuuntaiset, energiaa vapautuu, lisäämällä yhden tai useamman elektronit atomin tai anioni. Electron affiniteetti on eksoterminen reaktio kanssa negatiivinen etumerkki mukaan tavallista termodynamiikan yleissopimuksen kemia, mutta mittaus yhtäläisyyksiä aina positiivinen arvo. Affinity arvo mitataan yksikön eV per atomi tai kJ mol-1 ja suorittaa atomic koko, suojaus electron, ja sähköisen kokoonpano tai rakenne atomi tai ioni.,
Yhtäläisyyksiä on vaikea saada, mutta mitata epäsuora mittaus Syntynyt-Haber energian sykliä, jossa yksi askel on elektronin hiukkanen kaapata. Affiniteetit mitataan myös tutkimalla suoraan elektronisieppausta kuumennetuista filamenteista. Toisella menetelmällä määritettiin sähkömagneettisen säteilyn spektrin massaspektrometrillä neutraalien atomien, ionien ja elektronien määrä., Tämä antaa tasapainoreaktiolle standardivapaan energian. Vapaa energia lasketaan tasapainovakion lämpötilariippuvuudesta.
Kysymys: Laske electron affiniteetti klooria päässä Born — Haber-syklin tiedot. Kidehilan energia natriumkloridi – = — 774 kJ mol-1, ionisaatio-energian natriumia = 495 kJ mol-1, lämpöä sublimaatio natriumia = 108 kJ mol-1, bond energiaa klooria = 240 kJ mol-1 ja lämmön muodostumista natriumkloridi = 410 kJ mol-1.,
Vastaus: Born — Haber-Syklin yhtälö muodostumista natriumkloridi crystal
– UNaCl — IENa + EACl — SNa — ½DCl — ΔHf = 0,
tai, ECl = UNaCl + IENa + SNa +½DCl + ΔHf
= — 774 + 495 + 108 + 120 + 410
= 359 kJ mol-1.
Vaikuttavat Trendit electron Yhtäläisyyksiä
suuruus EA vaikuttaa atomic radious, suojaus vaikutus, ja sähköisen rakenteen tai kokoonpano atomi tai ioni.
Atomic Säde ja Affiniteetti Atomien
Suurempi atomin kokoa pienempi taipumus atomien houkutella ylimääräisiä elektroneja kohti itse., Mikä vähentää atomin ytimen vetovoimaa. Siksi elektronin affiniteetit pienenevät atomin koon tai säteen kasvaessa.
Suojaus vaikutus ja Affiniteetti
Korkeampi suuruus tehokas ydinvoima maksu (otsassa zeff) on suurempi taipumus houkutella ylimääräisiä elektroneja kohti itse. Näin ollen atomin ytimeen kohdistuva suurempi vetovoima. Tämän seurauksena suurempi energia vapautuu, kun atomiin lisätään ylimääräisiä elektroneja., Näin ollen suuruus electron affiniteetti määräajoin elementtejä, lisääntyy tehokas ydinvoima vastaa atomin.
elektroninen rakenne ja affiniteetti
elektronin affiniteetin suuruus riippuu atomien elektronisesta rakenteesta. Siksi elementtejä, joilla, ns2, np6 valence kuori kokoonpano omaavansa erittäin vähäinen affiniteetti koska vakaa valence kuori kokoonpano. Esimerkiksi vetyatomi kun saamassa yksi elektroni muodostaa S – ion (1s2) on hyvin matala, elektroni affiniteetti (73 kJ mol-1) ja lomakkeen vakaa alkali-hydridiakut., Hydridi-ionin polarisaatio erittäin korkea.
kysymys: selitä litiumin ja berylliumin välisen elektroniaffiniteetin suuri väheneminen.
Vastaus: järjestysluku ja sähköisen kokoonpano litium ja beryllium on 1s2 2s1 (3) ja 1s2 2s2 vastaavasti. Siksi litiumilla on epätäydellisesti täytetty 2S subshell, kun taas beryllium on täyttänyt subshell. Näin ollen litium voi vastaanottaa elektroneja 2s osa-shell, mutta beryllium, vielä suurempi energia 2p tasolla. Siksi beryllium vastustaa ylimääräisten elektronien saamista korkeammalla energiatasolla tai 2P-orbitaaleissa.,
kysymys: Miksi typen elektroniaffiniteetti on pienempi kuin fosforin?
Vastaus: Elektroni kokoonpano typen ja fosforin 1s2 2s2 2p3 ja 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. Typpiatomin pienemmän koon vuoksi kun stabiiliin puolitäytettyyn 2P-alakuoreen lisättiin ylimääräinen elektroni, tarvitaan jonkin verran energiaa. Näin ollen typen elektronifiniteetti on negatiivinen. Toisaalta, koska isompi koko fosforia verrattuna typen pieni määrä energiaa vapautuu, kun elektroni lisätään vakaa puoli-täynnä 3p subshell.,
Elektroni Affiniteetti Suuntauksia Jaksollisen
Kun olemme liikkuvat alas ryhmä jaksollisen koko atomien yleensä kasvaa atomi numero. Näin ollen elektronien affiniteetin suuruus vähenee yleensä samaan suuntaan.
toisen jakson alkuaineet ovat kooltaan suhteellisen pienempiä kuin kolmannen kauden alkuaineet. Toisen jakson alkuaineiden elektronin affiniteettiarvot ovat kuitenkin pienempiä kuin kolmannen kauden alkuaineet. Tämä odottamaton käyttäytyminen selittyy varaustiheydellä vastaaville negatiivisille ioneille., Koska elektronitiheys on suuri ja sitä vastustavat interelektroniset repulsiovoimat.
kysymys: Miksi fluorin elektroniaffiniteetti on klooriatomia pienempi?
Vastaus: pienempiä arvoja affiniteetti fluoriatomi, koska sähköinen repulsio compact 2p-kiertoradan. Siksi samansuuntaiset trendit halogeeni atomit ovat F < Cl > Br > I.
Kysymys: Miksi elektroni affiniteetti beryllium ja magnesiumia on lähes nolla?,
Vastaus: Beryllium ja magnesiumia on täynnä s-subshell sähköinen kokoonpano, 1s2 2s2 ja 1s2 2s2 2p6 3s2. Siksi ylimääräisiä elektroneja on siirtymässä 2p-subshell beryllium ja 3p-subshell tapauksessa magnesiumia. Tämä vastustaa elektronien talteenottoa uudella korkeammalla kvanttienergiatasolla.
Hapettavat Ominaisuudet ja Electron Yhtäläisyyksiä
halogeeni hallussaan suuria yhtäläisyyksiä, osoittaa vahva taipumus poimia elektroneja tai toimia kuin tehokas hapettavat aineet., Fluorin varaustiheys on klooriatomia suurempi fluoriatomin pienen koon vuoksi. Siksi kloorin elektronifiniteetti on suurempi kuin fluoriatomin. Tämä osoittaa, että kloorin pitäisi olla vahvin hapettava aine. Fluorin on itse asiassa todettu olevan vahvin hapettava aine kaikista ympäristöelementeistä., Siksi, hapettavat trendejä halogeeni, F > Cl > Br > en, mutta samansuuntaiset trendit, F < Cl > Br > I. hapettava voima halogeeniatomeja selittää hapettamalla potentiaali redox-reaktioita, ja bond dissosiaatio energia halogeeniatomeja.
- kun kemiallisen potentiaalin (E0) vales kasvaa, myös hapetusteho kasvaa. Arvot E0 halogeeni-molekyyli, kuten F2 = -186.6 kcal/mol, Cl2 = -147.5 kcal/mol, Br2 = -136.,5 kcal / mooli, I2 = 122,6 kcal/mooli. Nämä arvot clerly osoittaa, että fluriinimolekyylin E0-arvot ovat suurimmat, jolloin fluriini on voimakkain hapettava aine.
- vahvin hapettavat omaisuutta selittää myös pieni arvo kemiallisten liimaus dissosiaatio energia fluori-molekyyli. Dissosiaatio energiat non-polar halogeenit molekyyli, F2 = 1.64 eV/myyrä, Cl2 = 2.48 eV/myyrä, Br2 = 2.00 eV/myyrä, I2 = 1.56 eV/myyrä.
Elektroni Affiniteetti jalokaasut
Valence shell sähköisen kokoonpano (ns2np6) jalokaasuja ovat täysin täynnä elektroneja., Siksi saapuvan elektronin täytyy mennä seuraavaan korkeamman energian taso tai pääasiallinen kvanttiluku ja affiniteetti arvot jalokaasuja nolla. Myös ydinenergia-noble kaasujen ole tarpeeksi korkea pitämään elektroni uusi quantum energian tasoilla ja affiniteetti tietojen oppiminen kemia jalo kaasun molekyylit ovat käytettävissä.