affinité électronique et de sa mesure et de variation
affinité électronique (EA) ou des électrons gain enthalpie ou tout simplement d’affinité dans le tableau périodique, la définit comme étant la quantité d’énergie libérée ou libéré quand un électron ajouté à un neutre isolé gazeux de l’atome à son plus bas niveau d’énergie (état fondamental) pour produire un uni-ion négatif ou de l’anion., Dans l’ionisation de l’énergie, de l’énergie fournie pour retirer un, deux, et plus les électrons d’un atome ou de cations, mais dans l’électronique, les affinités, l’énergie libérée par l’ajout d’un ou de plusieurs électrons dans un atome ou d’anions. L’affinité électronique est une réaction exothermique avec le signe négatif selon la Convention thermodynamique habituelle en chimie mais la mesure des affinités toujours la valeur positive. Valeur d’affinité mesurée par unité eV par atome ou kJ mol – 1 et effectuée par la taille atomique, électron de blindage, et la configuration électronique ou la structure de l’atome ou de l’ion.,
les Affinités sont difficiles à obtenir, mais la mesure à partir de la mesure indirecte de la Né-Haber cycles de l’énergie dans lequel l’étape est electron capture des particules. Les affinités sont également mesurées par étude directe de la capture d’électrons à partir de filaments chauffés. La deuxième méthode a déterminé le nombre d’atomes neutres, d’ions et d’électrons avec le spectromètre de masse dans le spectre du rayonnement électromagnétique., Cela donne l’énergie libre standard pour la réaction d’équilibre. L’énergie calculée à partir de la dépendance en température de la constante d’équilibre.
Question: calculer l’affinité électronique du chlore à partir des données du cycle de Born — Haber. Le réseau cristallin de l’énergie de chlorure de sodium = — 774 kJ mol-1, l’ionisation énergie de sodium = 495 kJ mol-1, la chaleur de sublimation de sodium = 108 kJ mol-1, l’énergie de liaison de chlore = 240 kJ mol-1 et de la chaleur de formation de chlorure de sodium = 410 kJ mol-1.,
réponse: équation du Cycle de Born — Haber pour la formation du cristal de chlorure de sodium
– UNaCl — IENa + EACl — SNa — ½DCl — ΔHf = 0
or, ECl = UNaCl + IENa + SNa +½DCl + ΔHf
= — 774 + 495 + 108 + 120 + 410
= 359 kJ mol-1
affectant les tendances des affinités électroniques
l’ampleur de L’EA influencée par le rayonnement atomique, l’effet de blindage et la structure ou configuration électronique d’un atome ou d’un ion.
Rayon atomique et affinité des atomes
Plus La taille atomique diminue la tendance des atomes à attirer les électrons supplémentaires vers lui-même., Ce qui diminue la force d’attraction exercée par le noyau d’un atome. Par conséquent, les affinités électroniques diminuent avec l’augmentation de la taille ou du rayon d’un atome.
effet de blindage et affinité
Plus L’amplitude de la charge nucléaire effective (Zeff) augmente plus la tendance à attirer les électrons supplémentaires vers elle-même. Par conséquent, la plus grande force d’attraction exercée par le noyau d’un atome. En conséquence, une énergie plus élevée libérée lorsque des électrons supplémentaires sont ajoutés à un atome., Par conséquent, l’amplitude de l’affinité électronique des éléments périodiques augmente avec l’augmentation de la charge nucléaire effective d’un atome.
structure électronique et affinité
l’importance de l’affinité électronique dépend de la structure électronique des atomes. Par conséquent, les éléments ayant une configuration de Shell de valence ns2 np6 possèdent la très faible valeur d’affinité due à une configuration de shell de valence stable. Par exemple, l’atome d’hydrogène lorsqu’il gagne un électron pour former l’ion H (1s2) a une très faible affinité électronique (73 kJ mol – 1) et forme un hydrure alcalin stable., La polarisation de l’ion hydrure très élevée.
Question: expliquer la forte diminution de l’affinité électronique entre le lithium et le béryllium.
réponse: le numéro atomique et la configuration électronique lithium et béryllium sont respectivement 1s2 2s1 (3) et 1s2 2s2. Par conséquent, le lithium a une sous-coque 2S incomplètement remplie tandis que le béryllium a une sous-coque remplie. Par conséquent, le lithium peut recevoir des électrons dans la sous-coque 2s, mais pour le béryllium, un niveau d’énergie 2P encore plus élevé. Par conséquent, le béryllium résiste à gagner des électrons supplémentaires dans des orbitales de niveau d’énergie supérieur ou 2p.,
Question: Pourquoi l’affinité électronique de l’azote est moins de phosphore?
réponse: configuration électronique de l’azote et du phosphore 1s2 2s2 2P3 et 1s2 2s2 2p6 3s2 3P3. En raison de la plus petite taille de l’atome d’azote lorsqu’un électron supplémentaire a ajouté à la sous-coque 2P semi-remplie stable une certaine quantité d’énergie requise. D’où l’affinité électronique de l’azote est négatif. D’autre part, en raison de la plus grande taille d’une comparaison du phosphore à l’azote, une petite quantité d’énergie libérée lorsqu’un électron est ajouté à la sous-coque stable à moitié remplie de 3p.,
tendances de L’affinité électronique dans le tableau périodique
lorsque nous descendons un groupe dans le tableau périodique, la taille des atomes augmente généralement avec l’augmentation du nombre atomique. D’où l’ampleur de l’affinité électronique diminue généralement dans la même direction.
Les éléments de la deuxième période sont relativement plus petits que les éléments de la troisième période. Mais les valeurs d’affinités électroniques des éléments de deuxième période sont plus petites que les éléments de troisième période. Ces comportements inattendus s’expliquent par des densités de charge pour les ions négatifs respectifs., En raison d’une valeur élevée de densité électronique opposée par les forces de répulsion interélectroniques.
Question: Pourquoi L’affinité électronique du fluor est-elle inférieure à celle de l’atome de chlore?
réponse: les valeurs inférieures de l’affinité de l’atome de fluor dues à la répulsion électronique en orbitale 2P compacte. Par conséquent, les tendances d’affinités pour les atomes d’halogène sont F <Cl >Br > I.
Question: Pourquoi L’affinité électronique du béryllium et du magnésium est presque nulle?,
réponse: le béryllium et le magnésium ont complètement rempli la sous-coque s avec la configuration électronique, 1s2 2s2 et 1s2 2s2 2p6 3s2. Par conséquent, les électrons supplémentaires entreront dans la sous-coque 2P du béryllium et la sous-coque 3P dans le cas du magnésium. Cela résiste à la capture d’électrons dans un nouveau niveau d’énergie quantique plus élevé.
Propriétés oxydantes et affinités électroniques
l’halogène possède de grandes affinités indiquant la forte tendance à capter les électrons ou à agir comme de puissants agents oxydants., La densité de charge de fluor est supérieure à l’atome de chlore en raison de la petite taille de l’atome de fluor. Par conséquent, l’affinité électronique du chlore supérieure à l’atome de fluor. Cela indique que le chlore devrait être l’agent oxydant le plus fort. En fait, le fluor s’est avéré être l’agent oxydant le plus puissant parmi tous les éléments environnementaux., Par conséquent, l’oxydation des tendances d’halogène, F > Cl > Br > j’ai mais des affinités tendances, F < Cl > Br > I. Le pouvoir oxydant des atomes d’halogène explique par le potentiel d’oxydation de réactions d’oxydo-réduction et de l’énergie de dissociation de la liaison des atomes d’halogène.
- à mesure que les valeurs du potentiel chimique (E0) augmentent, le pouvoir oxydant augmente également. Valeurs de E0 pour la molécule d’halogène comme F2 = -186.6 kcal/mol, Cl2 = -147.5 kcal / mole, Br2 = -136.,5 kcal / mole, I2 = 122,6 kcal / mole. Ces valeurs clerly montre que les valeurs E0 de la molécule de flurine est la plus élevée, ainsi flurine est l’agent oxydant le plus fort.
- la propriété oxydante la plus forte explique également par la faible valeur de l’énergie de dissociation de liaison chimique de la molécule de fluor. Énergies de Dissociation des molécules d’halogènes non polaires, F2 = 1,64 eV/mole, Cl2 = 2,48 eV/mole, Br2 = 2,00 eV/mole, I2 = 1,56 eV / mole.
affinité électronique des gaz nobles
la configuration électronique de L’enveloppe de Valence (ns2np6) des gaz inertes est complètement remplie par les électrons., Par conséquent, l’électron entrant doit passer au niveau d’énergie supérieur suivant ou au nombre quantique principal et aux valeurs d’affinité des gaz inertes égales à zéro. En outre, l’énergie nucléaire des gaz nobles n’est pas assez élevée pour contenir un électron dans de nouveaux niveaux d’énergie quantique et les données d’affinité dans l’apprentissage de la chimie des molécules de gaz nobles ne sont pas disponibles.