Lernziel
- Erkennen Sie die allgemeinen periodischen Trends für Elektronenaffinität.
Schlüsselpunkte
- Die Elektronenaffinität eines Atoms oder Moleküls ist die Neigung dieses Teilchens, ein Elektron zu gewinnen. Dies ist ein exothermer Prozess für alle nicht-Edelgas-Elemente.
- Es gibt allgemeine Trends in der Elektronenaffinität über das Periodensystem der Elemente hinweg., Die Elektronenaffinität nimmt im Allgemeinen über einen Zeitraum im Periodensystem zu und nimmt manchmal in einer Gruppe ab.
- Diese trends sind nicht unbedingt universell.
- Die chemische Begründung für Änderungen der Elektronenaffinität im Periodensystem ist die erhöhte effektive Kernladung über einen Zeitraum und bis zu einer Gruppe.
- Elektronenaffinitätdie Elektronenaffinität eines Atoms oder Moleküls ist definiert als die Menge an Energie, die freigesetzt wird, wenn ein Elektron zu einem neutralen Atom oder Molekül hinzugefügt wird, um ein negatives Ion zu bilden.,
- Elektronegativitätdie Tendenz eines Atoms oder Moleküls, Elektronen für sich zu gewinnen.
Die Elektronenaffinität(Eea) eines neutralen Atoms oder Moleküls ist definiert als die Menge an Energie, die freigesetzt wird, wenn ein Elektron zu einem negativen Ion hinzugefügt wird, wie die folgende Gleichung zeigt:
X(g) + e^- \rightarrow X^{-} (g)
Die Elektronenaffinität wird nur für Atome und Moleküle im gasförmigen Zustand gemessen, da im festen oder flüssigen Zustand ihre Energieniveaus durch Kontakt mit anderen Atomen oder Molekülen geändert würden. Robert S., Mulliken verwendete eine Liste von Elektronenaffinitäten, um eine Elektronegativitätsskala für Atome zu entwickeln, indem der Durchschnitt der Elektronenaffinität und des Ionisierungspotentials ermittelt wurde. Ein Molekül oder Atom, das einen positiveren Elektronenaffinitätswert hat, wird oft als Elektronenakzeptor bezeichnet; Ein Molekül mit einer weniger positiven Elektronenaffinität wird als Elektronenspender bezeichnet. Zusammen können sie Ladungstransferreaktionen erfahren.
Um Elektronenaffinitäten richtig zu verwenden, ist es wichtig, das Zeichen zu verfolgen., Für jede Reaktion, die Energie freisetzt, hat die Energiewende (ΔE) einen negativen Wert, und die Reaktion wird als exothermer Prozess bezeichnet. Elektroneneinfang für fast alle Nicht-Edelgasatome beinhaltet die Freisetzung von Energie und ist daher ein exothermer Prozess.
Bei der Verwechslung von Eea mit ΔE kann es zu Verwirrung kommen. Die in den Tabellen der Eea aufgeführten Zahlen sind alle positiv, da es sich um Größen handelt; Die Werte der Eea in einer Tabelle der Elektronenaffinitäten geben alle die Energiemenge an, die freigesetzt wird, wenn ein Elektron zu einem Element hinzugefügt wird. Da die Freisetzung von Energie immer ein exothermes Ereignis ist, entsprechen diese alle negativen Werten von ΔE (was auf einen exothermen Prozess hinweist).
Periodische Trends in der Elektronenaffinität
Obwohl sie im Periodensystem sehr unterschiedlich sind, treten einige Muster auf., Im Allgemeinen haben Nichtmetalle positivere Eigenschaften als Metalle. Atome wie Elemente der Gruppe 7, deren Anionen stabiler sind als neutrale Atome, haben eine höhere Dichte. Die Elektronenaffinitäten der Edelgase wurden nicht abschließend gemessen, so dass sie leicht negative Werte haben können oder auch nicht. Chlor hat den höchsten, während Quecksilber den niedrigsten hat.
Der Wert steigt im Allgemeinen über einen Zeitraum (Zeile) im Periodensystem aufgrund der Füllung der Valenzhülle des Atoms an., Zum Beispiel gibt ein Gruppe-17-Atom innerhalb desselben Zeitraums beim Gewinnen eines Elektrons mehr Energie frei als ein Gruppe-1-Atom, da das hinzugefügte Elektron eine gefüllte Valenzhülle erzeugt und daher stabiler ist.
Ein Trend abnehmender Aktivität der Gruppen im Periodensystem wäre zu erwarten, da das zusätzliche Elektron in ein Orbital eintritt, das weiter vom Kern entfernt ist. Da dieses Elektron weiter entfernt ist, sollte es weniger vom Kern angezogen werden und weniger Energie freisetzen, wenn es hinzugefügt wird. Dieser Trend gilt jedoch nur für Gruppe-1-Atome., Die Elektronenaffinität folgt dem Trend der Elektronegativität: Fluor (F) hat eine höhere Elektronenaffinität als Sauerstoff (O) und so weiter.
Die hier festgestellten Trends sind denen in der Ionisationsenergie sehr ähnlich und ändern sich aus ähnlichen (wenn auch entgegengesetzten) Gründen.
