Электронная близость, как она меняется в периодической таблице и примерах

электронная близость или электроаффинность - это мера изменения энергии атома в газовой фазе, когда он включает электрон в свою валентную оболочку. Как только электрон был приобретен атомом A, образующийся анион A^- он может быть более стабильным или нет, чем его базальное состояние. Следовательно, эта реакция может быть эндотермической или экзотермической..

По соглашению, когда усиление электрона является эндотермическим, положительный знак «+» присваивается значению электронного сродства; вместо этого, если он экзотермический, то есть высвобождает энергию, этому значению присваивается отрицательный знак «-». В каких единицах выражены эти значения? В кДж / моль или в эВ / атом.

Если бы элемент находился в жидкой или твердой фазе, их атомы взаимодействовали бы друг с другом. Это приведет к тому, что энергия, поглощенная или выделенная из-за электронного усиления, будет распределена между всеми этими данными, что приведет к ненадежным результатам..

Напротив, в газовой фазе предполагается, что они изолированы; Другими словами, они не взаимодействуют ни с чем. Тогда атомы, участвующие в этой реакции: A (g) и A^-(G). Здесь (г) обозначает, что атом находится в газовой фазе.

индекс

• 1 Первое и второе электронное сходство
  • 1.1 Первый
  • 1,2 секунды
• 2 Как меняется электронное сходство в периодической таблице
  • 2.1 Изменение по ядру и экранирующий эффект
  • 2.2 Вариация по электронной конфигурации
• 3 примера
  • 3.1 Пример 1
  • 3.2 Пример 2
• 4 Ссылки

Первое и второе электронное сходство

первый

Реакция электронного усиления может быть представлена ​​как:

A (г) + е^- => А^-(г) + Е или как А (г) + е^- + E => A^-(G)

В первом уравнении E (энергия) находится как произведение в левой части стрелки; и во втором уравнении энергия считается реактивной, находясь с правой стороны. То есть первое соответствует экзотермическому электронному усилению, а второе - электронному эндотермическому усилению.

Однако в обоих случаях только электрон добавляет к валентной оболочке атома А.

второй

Также возможно, что после образования отрицательного иона А^-, он снова поглощает другой электрон:

^-(г) + е^- => А^2-(G)

Однако значения для второго электронного сродства положительны, так как электростатические отталкивания между отрицательным ионом A должны быть преодолены^- и входящий электрон и^-.

Что определяет, что газообразный атом "лучше воспринимает" электрон? Ответ лежит в основном в ядре, в экранирующем эффекте внутренних электронных слоев и в валентном слое..

Как меняется электронное сходство в периодической таблице

На верхнем изображении красные стрелки указывают направления, в которых увеличивается электронное сродство элементов. Отсюда мы можем понять электронное сродство как одно из периодических свойств, с той особенностью, что оно представляет много исключений.

Сродство к электрону возрастает по возрастанию через группы и также увеличивается слева направо через периодическую таблицу, особенно в окрестности атома фтора. Это свойство тесно связано с атомным радиусом и энергетическими уровнями его орбиталей..

Вариация по ядру и экранирующий эффект

Ядро имеет протоны, которые являются положительно заряженными частицами, которые оказывают притягивающую силу на электроны атома. Чем ближе электроны в ядре, тем больше притяжение они чувствуют. Таким образом, с увеличением расстояния от ядра до электронов силы притяжения меньше.

Кроме того, электроны внутреннего слоя помогают «экранировать» влияние ядра на электроны внешних слоев: валентных электронов..

Это связано с самими электронными отталкиваниями среди своих отрицательных зарядов. Однако этому эффекту противодействует увеличение атомного номера Z.

Какова связь между первым и электронным родством? Что газообразный атом А будет иметь большую тенденцию приобретать электроны и образовывать стабильные отрицательные ионы, когда экранирующий эффект больше, чем отталкивания между входящим электроном и таковыми из валентного слоя.

Противоположное случается, когда электроны находятся очень далеко от ядра, и отталкивания между ними не мешают усилению электронов..

Например, при спуске в группу «открываются» новые энергетические уровни, которые увеличивают расстояние между ядром и внешними электронами. Именно по этой причине, когда восходящие группы увеличивают электронное сродство.

Вариация по электронной конфигурации

Все орбитали имеют свои энергетические уровни, поэтому, если новый электрон будет занимать орбиту с более высокой энергией, атом должен будет поглощать энергию, чтобы сделать это возможным.

Кроме того, способ, которым электроны занимают орбитали, может или не может способствовать электронному усилению, таким образом различая различия между атомами..

Например, если все электроны неспарены в p-орбиталях, включение нового электрона приведет к образованию согласованной пары, которая оказывает отталкивающие силы на другие электроны..

Это имеет место для атома азота, чье сродство к электрону (8 кДж / моль) ниже, чем для атома углерода (-122 кДж / моль).

примеров

Пример 1

Первое и второе электронные сродства к кислороду являются:

O (г) + е^- => O^-(г) + (141 кДж / моль)

О^-(г) + е^- + (780 кДж / моль) => O^2-(G)

Электронная конфигурация для O - 1 с²2s²2р⁴. Уже существует спаренная пара электронов, которая не может преодолеть силу притяжения ядра; следовательно, электронное усиление высвобождает энергию после образования стабильного иона О^-.

Тем не менее, хотя O^2- он имеет ту же конфигурацию, что и неоновый благородный газ, его электронные отталкивания превышают силу притяжения ядра, и для входа электрона необходим энергетический вклад.

Пример 2

Если вы сравните электронные сходства элементов группы 17, у вас будет следующее:

F (г) + е^- = F^-(г) + (328 кДж / моль)

Cl (г) + е^- = Cl^-(г) + (349 кДж / моль)

Br (г) + е^- = Br^-(г) + (325 кДж / моль)

Я (г) + е^- = Я^-(г) + (295 кДж / моль)

Сверху вниз - идущие вниз в группе - увеличиваются атомные радиусы, а также расстояние между ядром и внешними электронами. Это вызывает увеличение электронного сродства; однако фтор, который должен иметь наибольшее значение, превосходит хлор.

Почему? Эта аномалия демонстрирует влияние электронных отталкиваний на силу притяжения и низкое экранирование.

Поскольку это очень маленький атом, фтор "конденсирует" все свои электроны в небольшом объеме, вызывая большее отталкивание на входящем электроне в отличие от его большей массы (Cl, Br и I).

ссылки

1. Химия LibreTexts. Электронное сродство. Получено 4 июня 2018 г. с сайта chem.libretexts.org
2. Джим Кларк (2012). Электронное сродство. Получено 4 июня 2018 г. по адресу: chemguide.co.uk
3. Карл Р. Неф. Электронное сродство элементов главной группы. Получено 4 июня 2018 г. по адресу: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Проф. Н. Де Леон. Электронное сродство. Получено 4 июня 2018 г. из: iun.edu
5. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (27 мая 2016 г.). Определение сродства к электрону. Получено 4 июня 2018 г.
6. Cdang. (3 октября 2011 г.) Периодическая таблица сродства к электрону. [Рисунок]. Получено 4 июня 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.
7. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр. 227-229.
8. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия (Четвертое издание, стр. 29). Mc Graw Hill.