Electron tilhørighet og målemetoder og variasjon
Electron affinitet (EA) eller electron få entalpi, eller rett og slett tilhørighet i den periodiske tabellen definerer som mengden av energi som er utgitt eller frigjort når et elektron lagt til en isolert nøytral i gassform atom på sitt laveste energi nivå (bakken staten) til å produsere en uni-negative ioner, eller anion., I ionisering energi, energi som leveres til fjerne en, to, og flere elektroner fra et atom eller cation men i electron slektskap, energien som frigis med tillegg av ett eller flere elektroner i et atom eller anion. Electron affinitet er en eksoterme reaksjonen med negativt fortegn i henhold til de vanlige termodynamikk convention i kjemi, men måling av slektskap alltid positiv verdi. Affinitet verdi målt ved enheten eV per atom eller kJ mol-1 og berørt av atomic størrelse, skjerming elektron, og elektronisk konfigurasjon eller struktur av atom eller ion.,
Slektskap er vanskelig å få tak i, men mål fra indirekte måling av Born-Haber energi sykluser, der en trinn er electron partikkel-fangst. Slektskap også måle direkte studie av elektron-fangst fra oppvarmet filamenter. Den andre metoden bestemmes antall nøytrale atomer, ioner og elektroner med masse spektrometer i elektromagnetisk stråling spekteret., Dette gir standard fri energi for likevekten i reaksjonen. Gratis energi beregnet ut fra temperatur avhengighet av likevekt konstant.
Spørsmål: Beregne electron affinitet av klor fra Born — Haber-syklusen data. Crystal gitter energi av natriumklorid = — 774 kJ mol-1, ionisering energi av natrium = 495 kJ mol-1, varmen av sublimering av natrium = 108 kJ mol-1, bond energi av klor = 240 kJ mol-1 og varme for dannelse av natriumklorid = 410 kJ mol-1.,
Svar: Born — Haber-Syklusen ligningen for dannelsen av natriumklorid crystal
– UNaCl — IENa + EACl — SNa — ½DCl — ΔHf = 0
eller, ECl = UNaCl + IENa + SNa +½DCl + ΔHf
= — 774 + 495 + 108 + 120 + 410
= 359 kJ mol-1
som Påvirker Trender av elektron Slektskap
omfanget av EA påvirket av atomic radious, skjerming effekt, og elektronisk struktur eller konfigurering av et atom eller et ion.
Atomic Radius og forståelse av Atomer
Større atomic størrelse mindre tendens til atomer for å tiltrekke seg flere elektroner mot seg selv., Som reduserer gravitasjonskraften som utøves av kjernen av et atom. Derfor electron slektskap nedgang med økende størrelse eller radius av et atom.
Skjerming effekt og Affinitet
Høyere omfanget av effektiv kjernefysisk ladning (Zeff) større tendens til å tiltrekke seg den ekstra elektroner mot seg selv. Derfor, jo større tiltrekningskraft som utøves av på kjernen av et atom. Som et resultat, høyere energi frigjøres når ekstra elektroner lagt til et atom., Dermed omfanget av electron affinitet av periodiske elementer øker med økende effektiv kjernefysisk ladning av et atom.
Elektronisk Struktur og Affinitet
omfanget av elektron affinitet avhenger av elektronisk struktur av atomer. Derfor, elementene har, ns2, np6 valence shell konfigurasjon besitter en svært lav verdi av tilhørighet på grunn av stabil valence shell-konfigurasjon. For eksempel, hydrogenatom når få et elektron til å danne H – ion (1s2) har svært lav electron affinitet (73 kJ mol-1) og danner stabile alkali hydrid., Polariseringen av hydrid-ion-svært høy.
Spørsmål: Konto for den store nedgangen i electron affinitet mellom litium og beryllium.
Svar: atomnummer og elektronisk konfigurasjon litium og beryllium er 1s2 2s1 (3) og 1s2 2s2 henholdsvis. Derfor, litium har en ufullstendig fylt 2s subshell mens beryllium har fylt subshell. Derfor litium kan motta elektroner i 2s sub-skall, men for beryllium, som fortsatt er en høyere energi 2p nivå. Derfor beryllium motstår til å få ekstra elektroner i høyere energi nivå eller 2p orbitals.,
Spørsmål: Hvorfor electron affinitet av nitrogen er mindre enn fosfor?
Svar: Elektron konfigurasjonen av nitrogen og fosfor 1s2 2s2 2p3 og 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. På grunn av den mindre størrelsen på nitrogen atom når et ekstra elektron lagt til stabil halvfulle 2p subshell noen mengden energi som kreves. Derav electron affinitet av nitrogen er negative. På den annen side, på grunn av den større størrelsen av fosfor forhold til nitrogen liten mengde energi som frigjøres når et elektron lagt til stabil halvfulle 3p subshell.,
Electron Affinitet Trender i det Periodiske system
Når vi flytter ned en gruppe i periodesystemet størrelsen på atomer øker generelt med økende atomnummer. Dermed omfanget av elektron affinitet avtar generelt i samme retning.
De elementene i den andre perioden er relativt mindre i størrelse enn den tredje perioden elementer. Men electron slektskap verdier av den andre-elementer fra perioden er mindre enn den tredje perioden elementer. Disse uventede oppførsel forklares ved lade tettheter for de respektive negative ioner., På grunn av en høy verdi av elektron tetthet motsetning av interelectronic frastøting styrker.
Spørsmål: Hvorfor electron affinitet av fluor er lavere enn klor-atomet?
Svar: lavere verdier av affinitet av fluor atom på grunn av elektronisk frastøting i kompakt 2p-orbital. Derfor slektskap trender for halogen atomer er F < Cl > Br > I.
Spørsmål: Hvorfor electron affinitet av beryllium og magnesium er nesten null?,
Svar: Beryllium og magnesium har helt fylt s-subshell med elektronisk konfigurasjon, 1s2 2s2 og 1s2 2s2 2p6 3s2. Derfor er det ekstra elektroner vil være på vei inn i 2p-subshell av beryllium og 3p-subshell i tilfelle av magnesium. Dette er fangst av elektroner i en ny høyere quantum energi nivå.
Oksiderende Egenskaper og Elektron Slektskap
halogen har stor slektskap som indikerer sterk tendens til å plukke opp elektroner eller fungerer som kraftige oksydasjonsmidler., Kostnad tetthet av fluor er større enn klor-atomet på grunn av den lille størrelsen av fluor atom. Derfor electron affinitet av klor større enn fluor atom. Dette indikerer at klor bør være den sterkeste oksiderende agent. Faktisk, fluor har blitt funnet for å være den sterkeste oksiderende agent blant alle miljømessige elementer., Derfor, oksiderende trender av halogen, F > Cl > Br > men jeg slektskap trender, F < Cl > Br > I. oksiderende kraft av halogen atomer forklarer ved oksidasjon potensial av redox-reaksjoner og bond dissosiasjon energi av halogen-atomer.
- Som vales av kjemiske potensial (E0) øker, oksiderende makt øker også. Verdier av E0 for halogen molekyl som F2 = -186.6 kcal/mol, Cl2 = -147.5 kcal/mol, Br2 = -136.,5 kcal/mol, I2 = 122.6 kcal/mol. Disse verdien clerly viser at E0 verdier av flurine molekylet er høyest, og dermed flurine er sterkest oksiderende agent.
- Den sterkeste oksiderende eiendom forklarer også av liten verdi av kjemisk binding dissosiasjon energi av fluor-molekylet. Dissosiasjon energier av non-polar halogener molekyl, F2 = 1.64 eV/mol, Cl2 = 2.48 eV/mol, Br2 = 2.00 eV/mol, I2 = på 1,56 eV/mol.
Electron Affinitet av Edle Gasser
Valence shell elektronisk konfigurasjon (ns2np6) av inerte gasser er helt fylt med elektroner., Derfor, den innkommende electron må gå inn i neste, høyere energi nivå eller rektor quantum antall og tilhørighet verdier av inerte gasser lik null. Også, kjernekraft av edle gasser ikke høy nok til å holde et elektron i new quantum energi nivåer og tilhørighet dataene i å lære kjemi av edle gass molekyler er utilgjengelig.