Elektronički afinitet kako se mijenja u periodnom sustavu i primjerima



elektronički afinitet ili elektroafinitet je mjera varijacije energije atoma u plinskoj fazi kada ugrađuje elektron u svoju valentnu ljusku. Jednom kada je elektron stečen atomom A, rezultirajući anion A- može biti stabilnije ili ne više od bazalnog stanja. Stoga, ova reakcija može biti endotermna ili egzotermna.

Prema konvenciji, kada je dobit elektrona endotermna, pozitivni znak "+" se dodjeljuje vrijednosti elektroničkog afiniteta; umjesto toga, ako je egzotermna - to jest, oslobađa energiju - toj se vrijednosti daje negativni znak "-". U kojim jedinicama su izražene te vrijednosti? U kJ / mol, ili u eV / atom.

Ako je element bio u tekućoj ili krutoj fazi, njihovi atomi bi međusobno djelovali. To bi uzrokovalo da se energija koja se apsorbira ili oslobodi, zbog elektroničkog dobitka, rasprši među svim tim, dajući nepouzdane rezultate.

Nasuprot tome, u plinskoj fazi pretpostavlja se da su izolirani; Drugim riječima, oni ne komuniciraju ni sa čim. Zatim su atomi uključeni u ovu reakciju: A (g) i A-(G). Ovdje (g) označava da je atom u plinskoj fazi.

indeks

  • 1 Prva i druga elektronska afiniteta
    • 1.1 Prvo
    • 1.2 Drugo
  • 2 Kako se elektronički afinitet razlikuje u periodnom sustavu
    • 2.1 Varijacija jezgre i učinak zaštite
    • 2.2 Varijacije elektroničkom konfiguracijom
  • 3 Primjeri
    • 3.1 Primjer 1
    • 3.2 Primjer 2
  • 4 Reference

Prva i druga elektronska afiniteta

prvo

Reakcija elektronskog dobitka može se predstaviti kao:

A (g) + e- => A-(g) + E, ili kao A (g) + e- + E => A-(G)

U prvoj jednadžbi, E (energija) se nalazi kao proizvod na lijevoj strani strelice; a u drugoj jednadžbi energija se računa kao reaktivna, smještena na desnoj strani. To jest, prvi odgovara egzotermičkom elektroničkom dobitku, a drugi elektroničkom endotermičkom dobitku.

Međutim, u oba slučaja samo val koji dodaje valentnoj ljusci atoma A.

drugo

Također je moguće da kada se formira negativni ion A-, ponovno upija drugi elektron:

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

Međutim, vrijednosti za drugi elektronički afinitet su pozitivne, jer se elektrostatički odbojnici između negativnog iona A moraju prevladati- i dolazni elektron i-.

Što određuje da plinoviti atom "bolje" prima elektron? Odgovor leži u osnovi u jezgri, u zaštitnom učinku internih elektroničkih slojeva iu valentnom sloju.

Kako se elektronički afinitet razlikuje u periodnom sustavu

Na gornjoj slici crvene strelice označavaju pravce u kojima se povećava elektronski afinitet elemenata. Odavde možemo razumjeti elektronički afinitet kao jedno od periodičkih svojstava, s osobitošću da ona predstavlja mnoge iznimke.

Elektronski afinitet se povećava uzlazno kroz skupine i, isto tako, povećava se s lijeva na desno kroz periodni sustav, osobito u blizini atoma fluora. Ovo svojstvo je usko povezano s atomskim radijusom i energetskim razinama njegovih orbitala.

Varijacije jezgre i učinak zaštite

Jezgra ima protone, koji su pozitivno nabijene čestice koje ispoljavaju atraktivnu silu na elektrone atoma. Što su elektroni u jezgri bliži, to je veća privlačnost koju osjećaju. Dakle, kako se udaljenost od jezgre do elektrona povećava, sile privlačenja su manje.

Osim toga, elektroni unutarnjeg sloja pomažu "štititi" učinak jezgre na elektrone vanjskih slojeva: valentni elektroni.

To je zbog elektroničkih odbijanja među negativnim nabojem. Međutim, taj se učinak suzbija povećanjem atomskog broja Z.

Kakav je odnos između prvog i elektroničkog afiniteta? Da plinoviti atom A ima veću sklonost dobivanju elektrona i da formira stabilne negativne ione kada je efekt zaštite veći od odbijanja između dolaznog elektrona i onih iz valentnog sloja.

Suprotno se događa kada su elektroni vrlo daleko od jezgre i odbojnosti između njih ne štete elektroničkom dobitku.

Na primjer, kada se spuštamo u grupu, "nove" razine energije se "otvaraju", što povećava udaljenost između jezgre i vanjskih elektrona. Upravo iz tog razloga, kada uzlazne skupine povećavaju elektroničke afinitete.

Varijacije elektroničkom konfiguracijom

Sve orbitale imaju svoje energetske razine, tako da ako novi elektron zauzme višu energetsku orbitalu, atom će morati apsorbirati energiju kako bi to učinio mogućim.

Nadalje, način na koji elektroni zauzimaju orbitale može ili ne mora pogodovati elektronskom dobitku, čime se razlikuju razlike između atoma..

Na primjer, ako su svi elektroni nespareni u p-orbitalima, uključivanje novog elektrona uzrokovat će stvaranje podudarnog para, koji vrši odbojne sile na druge elektrone.

To je slučaj za atom dušika, čiji je afinitet elektrona (8kJ / mol) niži nego za atom ugljika (-122kJ / mol).

Primjeri

Primjer 1

Prva i druga elektronska afiniteta za kisik su:

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

O-(g) + e- + (780kJ / mol) => 02-(G)

Elektronička konfiguracija za O je 1s22s22p4. Već postoji upareni par elektrona, koji ne može prevladati privlačnu silu jezgre; prema tome, elektronski dobitak oslobađa energiju nakon formiranja stabilnog iona-.

Međutim, iako je O2- ima istu konfiguraciju kao neonski plemeniti plin, njegova elektronička odbijanja premašuju privlačnu silu jezgre, a kako bi se omogućio ulaz elektrona potrebno je energetski doprinos.

Primjer 2

Ako usporedite elektroničke afinitete elemenata grupe 17, imat ćete sljedeće:

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)

Od vrha do dna - spušta se u skupini - povećavaju se atomski radijusi, kao i udaljenost između jezgre i vanjskih elektrona. To uzrokuje povećanje elektroničkih afiniteta; međutim, fluor, koji bi trebao imati najveću vrijednost, premašen je klorom.

Zašto? Ova anomalija pokazuje učinak elektroničkih odbijanja na atraktivnu silu i nisku zaštitu.

Budući da je vrlo mali atom, fluor "kondenzira" sve svoje elektrone u malom volumenu, uzrokujući veći odboj na dolazni elektron za razliku od njegove veće mase (Cl, Br i I).

reference

  1. Kemija LibreTexts. Srodnost elektroni. Preuzeto 4. lipnja 2018., s adrese: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Srodnost elektroni. Preuzeto 4. lipnja 2018. iz: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Elektronske pripadnosti elemenata glavne grupe. Preuzeto 4. lipnja 2018., s adrese: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. N. De Leon. Srodnost elektroni. Preuzeto 4. lipnja 2018., iz: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27. svibnja 2016.). Definicija afiniteta elektrona. Preuzeto 4. lipnja 2018., s adrese: thoughtco.com
  6. Cdang. (3. listopada 2011.) Periodni sustav elektroničkih afiniteta. [Slika]. Preuzeto 4. lipnja 2018. s adrese: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Learning, str. 227-229.
  8. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četvrto izdanje, str. 29). Mc Graw Hill.