Definition av elektronaffinitet i kemi

Elektronaffinitet återspeglar en atoms förmåga att acceptera en elektron. Det är energiförändringen som sker när en elektron tillförs en gasformig atom. Atomer med starkare effektiv kärnladdning har större elektronaffinitet.

Reaktionen som inträffar när en atom tar en elektron kan representeras som:

X + e^- → X^- + energi

Ett annat sätt att definiera elektronaffinitet är som den mängd energi som behövs för att ta bort en elektron från en enstaka laddad negativ jon:

X^- → X + e^-

Key Takeaways: Definition och trend för elektronaffinitet

• Elektronaffinitet är den mängd energi som krävs för att ta bort en elektron från en negativt laddad jon från en atom eller molekyl.
• Det indikeras med symbolen Ea och uttrycks vanligtvis i enheter av kJ / mol.
• Elektronaffinitet följer en trend på det periodiska systemet. Det ökar att flytta ner i en kolumn eller grupp och ökar också flyttningen från vänster till höger över en rad eller period (utom de ädla gaserna).
• Värdet kan vara antingen positivt eller negativt. En negativ elektronaffinitet betyder att energi måste matas in för att fästa en elektron till jonen. Här är elektroninsamling en endoterm process. Om elektronaffinitet är positiv är processen exoterm och sker spontant.

Elektronaffinitetstrend

Elektronaffinitet är en av de trender som kan förutsägas med organisering av element i den periodiska tabellen.

• Elektronaffinitet ökar flytta ner i en elementgrupp (periodisk tabellkolonn).
• Elektronaffinitet ökar i allmänhet rörelse från vänster till höger över en elementperiod (periodisk tabellrad). Undantaget är de ädla gaserna som finns i tabellens sista kolumn. Var och en av dessa element har ett helt fylt valenselektronskal och en elektronaffinitet som närmar sig noll.

Icke-metaller har vanligtvis högre elektronaffinitetsvärden än metaller. Klor lockar starkt elektroner. Kvicksilver är det element med atomer som svagast lockar en elektron. Elektronaffinitet är svårare att förutsäga i molekyler eftersom deras elektroniska struktur är mer komplicerad.

Användning av elektronaffinitet

Tänk på att värdena för elektronaffinitet endast gäller gasatomer och molekyler eftersom elektronens energinivåer för vätskor och fasta ämnen förändras genom interaktion med andra atomer och molekyler. Trots det har elektronaffinitet praktiska tillämpningar. Det används för att mäta kemisk hårdhet, ett mått på hur laddade och lätt polariserade Lewis-syror och baser är. Det används också för att förutsäga elektronisk kemisk potential. Den primära användningen av elektronaffinitetsvärden är att bestämma om en atom eller molekyl kommer att fungera som en elektronacceptor eller en elektrondonator och om ett par reaktanter kommer att delta i laddningsöverföringsreaktioner.

Elektronaffinitetsskyltkonvention

Elektronaffinitet rapporteras oftast i enheter av kilojoule per mol (kJ / mol). Ibland anges värdena i termer av storlekar relativt varandra.

Om värdet på elektronaffinitet eller E_ea är negativt, det betyder att energi krävs för att ansluta en elektron. Negativa värden ses för kväveatomen och även för de flesta fångar av andra elektroner. Det kan också ses för ytor, till exempel diamant. För ett negativt värde är elektroninsamlingen en endoterm process:

E_ea = −ΔE(fästa)

Samma ekvation gäller om E_ea har ett positivt värde. I denna situation förändringen ΔE har ett negativt värde och indikerar en exoterm process. Elektronavskiljning för de flesta gasatomer (utom ädla gaser) frigör energi och är exoterm. Ett sätt att komma ihåg att fånga en elektron har ett negativt ΔE är att komma ihåg energi släpps eller släpps.

Kom ihåg: ΔE och Eea har motsatta tecken!

Exempel Elektronaffinitetsberäkning

Elektronaffiniteten för väte är ΔH i reaktionen:

H (g) + e^- → H^-(G); ΔH = -73 kJ / mol, så elektronens affinitet för väte är +73 kJ / mol. Tecknet "plus" citeras dock inte, så Eea skrivs helt enkelt som 73 kJ / mol.

källor

• Anslyn, Eric V .; Dougherty, Dennis A. (2006). Modern fysisk organisk kemi. University Science Books. ISBN 978-1-891389-31-3.
• Atkins, Peter; Jones, Loretta (2010). Chemical Principles Quest for Insight. Freeman, New York. ISBN 978-1-4292-1955-6.
• Himpsel, F.; Knapp, J .; Vanvechten, J .; Eastman, D. (1979). "Kvantfotofoto av diamant (111) - En stabil negativ affinitetsemitter". Fysisk granskning B. 20 (2): 624. doi: 10.1103 / PhysRevB.20.624
• Tro, Nivaldo J. (2008). Kemi: A Molecular Approach (2: a upplagan). New Jersey: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-100065-9.
• IUPAC (1997). Compendium of Chemical Terminology (2: a upplagan ("Guldbok"). doi: 10,1351 / goldbook.E01977