Elektronenaffinitätsdefinition in der Chemie

Die Elektronenaffinität spiegelt die Fähigkeit eines Atoms wider, ein Elektron aufzunehmen. Es ist die Energieänderung, die auftritt, wenn ein Elektron zu einem gasförmigen Atom hinzugefügt wird. Atome mit einer stärkeren effektiven Kernladung haben eine größere Elektronenaffinität.

Die Reaktion, die auftritt, wenn ein Atom ein Elektron aufnimmt, kann wie folgt dargestellt werden:

X + e^- → X^- + Energie

Ein anderer Weg, die Elektronenaffinität zu definieren, ist die Energiemenge, die benötigt wird, um ein Elektron von einem einfach geladenen negativen Ion zu entfernen:

X^- → X + e^-

Wichtige Erkenntnisse: Definition und Trend der Elektronenaffinität

• Die Elektronenaffinität ist die Energiemenge, die erforderlich ist, um ein Elektron von einem negativ geladenen Ion eines Atoms oder Moleküls zu lösen.
• Sie wird mit dem Symbol Ea angegeben und gewöhnlich in Einheiten von kJ / mol ausgedrückt.
• Die Elektronenaffinität folgt einem Trend im Periodensystem. Erhöht die Bewegung entlang einer Spalte oder Gruppe und auch die Bewegung von links nach rechts über eine Zeile oder einen Zeitraum (mit Ausnahme der Edelgase)..
• Der Wert kann entweder positiv oder negativ sein. Eine negative Elektronenaffinität bedeutet, dass Energie eingegeben werden muss, um ein Elektron an das Ion zu binden. Das Einfangen von Elektronen ist hier ein endothermer Prozess. Wenn die Elektronenaffinität positiv ist, ist der Prozess exotherm und tritt spontan auf.

Elektronenaffinitätstrend

Die Elektronenaffinität ist einer der Trends, die sich anhand der Organisation der Elemente im Periodensystem vorhersagen lassen.

• Die Elektronenaffinität nimmt zu, wenn man sich entlang einer Elementgruppe bewegt (Spalte des Periodensystems).
• Die Elektronenaffinität nimmt im Allgemeinen zu, wenn man sich über eine Elementperiode (Periodensystemzeile) von links nach rechts bewegt. Die Ausnahme bilden die Edelgase, die in der letzten Spalte der Tabelle stehen. Jedes dieser Elemente hat eine vollständig gefüllte Valenzelektronenhülle und eine Elektronenaffinität nahe Null.

Nichtmetalle haben typischerweise höhere Elektronenaffinitätswerte als Metalle. Chlor zieht Elektronen stark an. Quecksilber ist das Element mit Atomen, die ein Elektron am schwächsten anziehen. In Molekülen ist die Elektronenaffinität schwieriger vorherzusagen, da ihre elektronische Struktur komplizierter ist.

Verwendung von Elektronenaffinität

Beachten Sie, dass die Elektronenaffinitätswerte nur für gasförmige Atome und Moleküle gelten, da sich die Elektronenenergieniveaus von Flüssigkeiten und Festkörpern durch Wechselwirkungen mit anderen Atomen und Molekülen ändern. Trotzdem hat die Elektronenaffinität praktische Anwendungen. Es wird verwendet, um die chemische Härte zu messen, ein Maß dafür, wie geladen und leicht polarisiert Lewis-Säuren und -Basen sind. Es wird auch verwendet, um das Potenzial elektronischer Chemikalien vorherzusagen. Die hauptsächliche Verwendung von Elektronenaffinitätswerten besteht darin, zu bestimmen, ob ein Atom oder Molekül als Elektronenakzeptor oder als Elektronendonor fungiert und ob ein Reaktantenpaar an Ladungsübertragungsreaktionen teilnimmt.

Elektronenaffinitätszeichen-Konvention

Die Elektronenaffinität wird am häufigsten in Einheiten von Kilojoule pro Mol (kJ / mol) angegeben. Manchmal werden die Werte als Größenangaben relativ zueinander angegeben.

Wenn der Wert der Elektronenaffinität oder E_ea negativ ist, bedeutet dies, dass Energie benötigt wird, um ein Elektron zu binden. Negative Werte sind sowohl für das Stickstoffatom als auch für die meisten Einfangvorgänge von Sekundenelektronen zu sehen. Es kann auch für Oberflächen wie Diamant gesehen werden. Bei einem negativen Wert ist das Einfangen der Elektronen ein endothermer Prozess:

E_ea = −ΔE(anfügen)

Die gleiche Gleichung gilt, wenn E_ea hat einen positiven Wert. In dieser Situation ist die Änderung ΔE hat einen negativen Wert und zeigt einen exothermen Prozess an. Das Einfangen von Elektronen für die meisten Gasatome (mit Ausnahme von Edelgasen) setzt Energie frei und ist exotherm. Ein Weg, sich daran zu erinnern, ein Elektron eingefangen zu haben, hat ein negatives ΔE ist sich zu erinnern, dass Energie losgelassen oder freigesetzt wird.

Denken Sie daran: ΔE und EEA haben entgegengesetzte Vorzeichen!

Beispiel Elektronenaffinitätsberechnung

Die Elektronenaffinität von Wasserstoff beträgt ΔH in der Reaktion:

H (g) + e^- → H^-(G); ΔH = -73 kJ / mol, daher beträgt die Elektronenaffinität von Wasserstoff +73 kJ / mol. Das "Plus" -Zeichen wird jedoch nicht zitiert, daher das Eea wird einfach als 73 kJ / mol geschrieben.

Quellen

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