Elektronisk Affinity Hur det varierar i det periodiska systemet och exemplen



den elektronisk affinitet eller elektroaffinitet är ett mått på energivarianten hos en atom i gasfasen när den inkorporerar en elektron i sitt valensskal. När elektronen har förvärvats med atom A, erhålles anjonen A- Det kan vara mer stabilt eller inte än dess basala tillstånd. Därför kan denna reaktion vara endoterm eller exoterm.

Enligt konventionen, när elektronens förstärkning är endoterm, tilldelas ett positivt tecken "+" värdet av den elektroniska affiniteten; istället, om det är exotermt - det vill säga det släpper ut energi - detta värde ges ett negativt tecken "-". I vilka enheter uttrycks dessa värden? I kJ / mol, eller i eV / atom.

Om elementet var i flytande eller fast fas, skulle deras atomer interagera med varandra. Detta skulle leda till att den energi som absorberas eller släpps, på grund av den elektroniska förstärkningen, sprids bland alla dessa, vilket ger otillförlitliga resultat.

Däremot antas i gasfasen att de är isolerade; Med andra ord, interagerar de inte med någonting. Därefter är de atomer som är involverade i denna reaktion: A (g) och A-(G). Här (g) betecknar att atomen är i gasfas.

index

  • 1 Första och andra elektroniska affiniteter
    • 1.1 Första
    • 1,2 andra
  • 2 Hur elektronisk affinitet varierar i det periodiska bordet
    • 2.1 Variation av kärnan och avskärmningseffekten
    • 2.2 Variation med elektronisk konfiguration
  • 3 exempel
    • 3.1 Exempel 1
    • 3.2 Exempel 2
  • 4 referenser

Första och andra elektroniska affiniteterna

först

Reaktionen av den elektroniska förstärkningen kan representeras som:

A (g) + e- => A-(g) + E, eller som A (g) + e- + E => A-(G)

I den första ekvationen finns E (energi) som en produkt på vänster sida av pilen; och i den andra ekvationen räknas energin som reaktiv, som ligger på höger sida. Det vill säga den första motsvarar en exoterm elektronisk förstärkning och den andra till en elektronisk endotermisk förstärkning.

I båda fallen är det emellertid bara en elektron som lägger till valensskalet av atom A.

andra

Det är också möjligt att när negativ jon A har bildats-, det absorberar en annan elektron igen:

EN-(g) + e- => A2-(G)

Värdena för den andra elektroniska affiniteten är dock positiva, eftersom de elektrostatiska repulsionerna mellan den negativa jonen A måste övervinnas- och inkommande elektron och-.

Vad bestämmer att en gasformig atom "mottar" en elektron bättre? Svaret ligger väsentligen i kärnan, i avskärmningseffekten av de inre elektroniska skikten och i valensskiktet.

Hur elektronisk affinitet varierar i det periodiska bordet

I den övre bilden anger de röda pilarna de riktningar i vilka elementens elektroniska affinitet ökar. Härifrån kan vi förstå den elektroniska affiniteten som en av de periodiska egenskaperna, med den särdrag som den presenterar många undantag.

Den elektroniska affiniteten ökar stigande genom grupperna och ökar också från vänster till höger genom det periodiska bordet, särskilt i närheten av fluoratom. Denna egenskap är nära relaterad till atomradie och energinivåerna i dess orbitaler.

Variation av kärnan och avskärmningseffekten

Kärnan har protoner, vilka är positivt laddade partiklar som utövar en attraktiv kraft på atomernas elektroner. Ju närmare elektronerna i kärnan är desto större är deras attraktion. Således som avståndet från kärnan till elektronerna ökar är attraktionskrafterna mindre.

Dessutom hjälper elektronerna i det inre skiktet att "skydda" effekten av kärnan på elektronerna i de yttersta skikten: valenselektronerna.

Detta beror på de elektroniska avstängningarna själva bland sina negativa avgifter. Emellertid motverkas denna effekt av ökningen av atomnummeret Z.

Vad är förhållandet mellan den tidigare och den elektroniska affiniteten? Att en gasformig atom A kommer att ha större tendens att få elektroner och bilda stabila negativa joner när avskärmningseffekten är större än avstötningarna mellan den inkommande elektronen och de av valensskiktet.

Det motsatta händer när elektronerna ligger väldigt långt ifrån kärnan och avstörningarna mellan dem nekar inte den elektroniska förstärkningen.

När man till exempel faller ner i en grupp, "nya" energinivåer "öppnas", vilket ökar avståndet mellan kärnan och de yttre elektronerna. Det är av denna anledning att när stigande grupper ökar elektroniska affiniteter.

Variation med elektronisk konfiguration

Alla orbitaler har sina energinivåer, så om den nya elektronen kommer att uppta en högre energiomlopp måste atomen absorbera energi för att göra det möjligt.

Vidare kan sättet på vilka elektroner upptar orbitaler eventuellt inte gynna elektronisk förstärkning och därmed skilja skillnader mellan atomer..

Om till exempel om alla elektroner upplöses i p-orbitalerna, kommer införandet av en ny elektron att orsaka bildandet av ett matchat par som utövar repulsiva krafter på de andra elektronerna.

Detta är fallet för kväveatomen, vars elektronaffinitet (8 kJ / mol) är lägre än för kolatomen (-122 kJ / mol).

exempel

Exempel 1

Den första och andra elektroniska affiniteterna för syre är:

O (g) + e- => O-(g) + (141 kJ / mol)

O-(g) + e- + (780kJ / mol) => O2-(G)

Den elektroniska konfigurationen för O är 1s22s22p4. Det finns redan ett parat elektron, som inte kan övervinna kärnans attraktiva kraft. Därför släpper den elektroniska förstärkaren energi efter bildandet av den stabila O-jonen-.

Men även om O2- den har samma konfiguration som neon ädelgas, dess elektroniska avstängningar överstiger den attraktiva kraften hos kärnan, och för att tillåta elektronens inträde är det nödvändigt ett energiskt bidrag.

Exempel 2

Om du jämför de elektroniska affiniteterna för elementen i grupp 17 kommer du att ha följande:

F (g) + e- = F-(g) + (328 kJ / mol)

Cl (g) + e- = Cl-(g) + (349 kJ / mol)

Br (g) + e- = Br-(g) + (325 kJ / mol)

I (g) + e- = I-(g) + (295 kJ / mol)

Från topp till botten - ner i gruppen - ökar atomraden, liksom avståndet mellan kärnan och de yttre elektronerna. Detta medför en ökning av de elektroniska affiniteterna; Fluor, som bör ha det största värdet, överskrids dock av klor.

Varför? Denna anomali visar effekten av elektroniska avstängningar på attraktiv kraft och låg avskärmning.

Eftersom det är en mycket liten atom, "fluor" kondenserar alla dess elektroner i en liten volym, vilket medför större repulsion på inkommande elektron, till skillnad från större volym (Cl, Br och I).

referenser

  1. Kemi LibreTexts. Elektronaffär. Hämtad den 4 juni 2018, från: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Elektronaffär. Hämtad den 4 juni 2018, från: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Electron Affinities av Huvudgruppens Element. Hämtat den 4 juni 2018, från: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Prof. N. De Leon. Elektronaffär. Hämtad den 4 juni 2018, från: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 maj 2016). Elektronaffärsdefinition. Hämtad den 4 juni 2018, från: thoughtco.com
  6. Cdang. (3 oktober 2011). Periodisk tabell för elektronaffinitet. [Bild]. Hämtad den 4 juni 2018, från: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning, s 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (Fjärde upplagan, s. 29). Mc Graw Hill.