affinità elettronica e la sua misura e la variazione
affinità elettronica (EA) o di elettroni guadagno entalpia o semplicemente affinità nella tavola periodica definisce come la quantità di energia rilasciata, o liberata quando un elettrone aggiunto un neutro isolato gassosi atomo al suo più basso livello di energia (stato fondamentale) per produrre un uni-ione negativo o anione., In energia di ionizzazione, energia fornita per rimuovere uno, due e più elettroni da un atomo o catione, ma in affinità di elettroni, l’energia rilasciata con l’aggiunta di uno o più elettroni in un atomo o anione. L’affinità elettronica è una reazione esotermica con il segno negativo secondo la consueta convenzione termodinamica in chimica ma la misurazione delle affinità ha sempre il valore positivo. Valore di affinità misurato dall’unità eV per atomo o kJ mol-1 e effettuato dalla dimensione atomica, schermatura elettronica e configurazione elettronica o struttura di atomo o ion.,
le Affinità sono difficili da ottenere, ma misura la misura indiretta della Nato-Haber cicli di energia che un passo è elettrone particella di acquisizione. Le affinità misurano anche attraverso lo studio diretto della cattura di elettroni da filamenti riscaldati. Il secondo metodo ha determinato il numero di atomi neutri, ioni ed elettroni con lo spettrometro di massa nello spettro della radiazione elettromagnetica., Questo dà l’energia libera standard per la reazione di equilibrio. L’energia libera calcolata dalla dipendenza della temperatura della costante di equilibrio.
Domanda: Calcola l’affinità elettronica del cloro dai dati del ciclo Born — Haber. L’energia del reticolo cristallino del cloruro di sodio = – 774 kJ mol-1, l’energia di ionizzazione del sodio = 495 kJ mol-1, il calore di sublimazione del sodio = 108 kJ mol-1, l’energia di legame del cloro = 240 kJ mol-1 e il calore di formazione del cloruro di sodio = 410 kJ mol-1.,
Risposta: Born — Haber Ciclo equazione per la formazione di cloruro di sodio di cristallo
– UNaCl — IENa + EACl — SNa — ½DCl — ΔHf = 0
o, ECl = UNaCl + IENa + SNa +½DCl + ΔHf
= — 774 + 495 + 108 + 120 + 410
= 359 kJ mol-1
che Influenzano le Tendenze di elettroni Affinità
La grandezza di EA influenzato dal atomica radious, schermatura effetto, e la struttura elettronica o la configurazione di un atomo o di uno ione.
Raggio atomico e affinità degli atomi
Maggiore è la dimensione atomica minore è la tendenza degli atomi ad attrarre gli elettroni aggiuntivi verso se stessi., Che diminuisce la forza di attrazione esercitata dal nucleo di un atomo. Pertanto, le affinità degli elettroni diminuiscono con l’aumentare delle dimensioni o del raggio di un atomo.
Effetto schermante e Affinità
Maggiore è la grandezza della carica nucleare effettiva (Zeff) maggiore è la tendenza ad attrarre gli elettroni aggiuntivi verso se stessa. Pertanto, la maggiore forza di attrazione esercitata dal nucleo di un atomo. Di conseguenza, maggiore energia rilasciata quando elettroni extra aggiunti a un atomo., Quindi la grandezza dell’affinità elettronica degli elementi periodici aumenta con l’aumentare della carica nucleare efficace di un atomo.
Struttura elettronica e affinità
La grandezza dell’affinità elettronica dipende dalla struttura elettronica degli atomi. Pertanto, gli elementi che hanno, ns2, np6 valence shell configurazione possiede il valore molto basso di affinità a causa di stabile valence shell configurazione. Ad esempio, l’atomo di idrogeno quando si guadagna un elettrone per formare lo H H (1s2) ha un’affinità elettronica molto bassa (73 kJ mol – 1) e forma idruro alcalino stabile., La polarizzazione dello hyd idruro molto alta.
Domanda: Conto della grande diminuzione dell’affinità elettronica tra litio e berillio.
Risposta: Il numero atomico e la configurazione elettronica litio e berillio sono rispettivamente 1s2 2s1 (3) e 1s2 2s2. Pertanto, il litio ha una subshell 2s incompleta mentre il berillio ha una subshell riempita. Quindi il litio può ricevere elettroni nel sub-guscio 2s ma per il berillio, un livello di energia 2p ancora più elevato. Quindi il berillio resiste a guadagnare elettroni extra in orbitali a più alto livello di energia o 2p.,
Domanda: perché l’affinità elettronica dell’azoto è inferiore al fosforo?
Risposta: Configurazione elettronica di azoto e fosforo 1s2 2s2 2p3 e 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. A causa della dimensione più piccola dell’atomo di azoto quando un elettrone extra aggiunto alla subshell 2p semi-riempita stabile una certa quantità di energia richiesta. Quindi l’affinità elettronica dell’azoto è negativa. D’altra parte, a causa delle dimensioni maggiori di un confronto di fosforo all’azoto, una piccola quantità di energia rilasciata quando un elettrone viene aggiunto alla subshell 3p semi-riempita stabile.,
Tendenze di affinità elettronica nella Tavola periodica
Quando ci muoviamo verso il basso un gruppo nella tavola periodica la dimensione degli atomi generalmente aumenta con l’aumentare del numero atomico. Quindi la grandezza dell’affinità elettronica generalmente diminuisce nella stessa direzione.
Gli elementi del secondo periodo sono di dimensioni relativamente più piccole rispetto agli elementi del terzo periodo. Ma i valori di affinità elettronica degli elementi del secondo periodo sono più piccoli degli elementi del terzo periodo. Questi comportamenti imprevisti spiegati dalle densità di carica per i rispettivi ioni negativi., A causa di un alto valore di densità elettronica contrastato dalle forze di repulsione interelettroniche.
Domanda: perché l’affinità elettronica del fluoro è inferiore all’atomo di cloro?
Risposta: I valori più bassi dell’affinità dell’atomo di fluoro a causa della repulsione elettronica in orbitale compatto 2p. Pertanto, le tendenze di affinità per gli atomi di alogeno sono F < Cl > Br > I.
Domanda: Perché l’affinità elettronica di berillio e magnesio è quasi zero?,
Risposta: Berillio e magnesio hanno completamente riempito s-subshell con configurazione elettronica, 1s2 2s2 e 1s2 2s2 2p6 3s2. Pertanto, gli elettroni aggiuntivi entreranno in 2p-subshell di berillio e 3p-subshell nel caso del magnesio. Questo resiste alla cattura di elettroni in un nuovo livello di energia quantistica superiore.
Proprietà ossidanti e affinità di elettroni
L’alogeno possiede grandi affinità che indicano la forte tendenza a raccogliere elettroni o agire come potenti agenti ossidanti., La densità di carica del fluoro è maggiore dell’atomo di cloro a causa delle piccole dimensioni dell’atomo di fluoro. Pertanto, l’affinità elettronica del cloro maggiore dell’atomo di fluoro. Ciò indica che il cloro dovrebbe essere il più forte agente ossidante. Infatti, il fluoro è stato trovato per essere il più forte agente ossidante tra tutti gli elementi ambientali., Pertanto, ossidanti tendenze di lampade alogene, F > Cl > Br > io, ma le affinità di tendenze, F < Cl > Br > I. Il potere ossidante di atomi di alogeno spiega con potenziale di ossidazione reazioni di ossidoriduzione e di legame energia di dissociazione di atomi di alogeno.
- All’aumentare del potenziale chimico (E0) aumenta anche il potere ossidante. Valori di E0 per molecola alogena come F2 = -186,6 kcal / mol, Cl2 = -147,5 kcal / mole, Br2 = -136.,5 kcal / mole, I2 = 122,6 kcal / mole. Questi valori clerly mostra che i valori E0 della molecola di flurina è più alto, così flurina è più forte agente ossidante.
- La proprietà ossidante più forte spiega anche dal piccolo valore dell’energia di dissociazione del legame chimico della molecola di fluoro. Energie di dissociazione della molecola di alogeni non polari, F2 = 1,64 eV / mole, Cl2 = 2,48 eV/mole, Br2 = 2,00 eV/mole, I2 = 1,56 eV / mole.
Affinità elettronica di gas nobili
Valence shell configurazione elettronica (ns2np6) di gas inerti sono completamente riempiti dagli elettroni., Pertanto, l’elettrone in entrata deve entrare nel successivo livello di energia superiore o nel numero quantico principale e nei valori di affinità dei gas inerti pari a zero. Inoltre, l’energia nucleare dei gas nobili non è abbastanza alta da contenere un elettrone nei nuovi livelli di energia quantistica e i dati di affinità nell’apprendimento della chimica delle molecole di gas nobili non sono disponibili.