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Wenn ein Elektron zu einem gasförmigen Atom hinzugefügt wird, beobachtet man eine Energieänderung, Elektronaffinität genannt. Elektronenaffinität misst die Leichtigkeit, ein Elektron durch ein Atom zu gewinnen. Zum Beispiel beträgt die Elektronenaffinität von Chlor 348, 6 kJ/mol.
Das negative Vorzeichen zeigt an, dass es sich um eine exotherme Umsetzung handelt. Argon hat jedoch eine positive Elektronenaffinität, die darauf hinweist, dass die Bildung eines Argon-Anions die Bereitstellung von Energie erfordert. Im Allgemeinen gilt:Je größer die Anziehungskraft zwischen einem Atom und einem hinzugefügtem Elektron, desto negativer ist die Elektronenaffinität.
Elektronenaffinitäten, ähnlich den Ionisationsenergien, zeigen Trends im Periodensystem auf. Nach unten in Gruppe 1, nimmt die atomare Größe zu, wenn die Elektronen höhere Hauptquantenzahlen besetzen. Eingehende Elektronen, erleben daher weniger Kernanziehung, was zu weniger negativen Elektronenaffinitäten führt.
Es gibt jedoch Ausnahmen. Bei den Halogenen hat Chlor einen negativeren Elektronenaffinitätswert als Fluor. Aber warum?
Fluor ist das kleinste Atom unter den Halogenen und ein eintreffendes Elektron erlebt eine deutliche Abstoßung der bereits vorhandenen Elektronen. Im Chlorid-Anion hingegen wird das neue Elektron in der dritten Hülle eingefügt und nimmt mehr Platz ein. Dadurch werden die Elektron-Elektron-Abstoßungen verringert, wodurch es für ein Elektron attraktiver wird, aufgenommen zu werden.
Im Allgemeinen gilt das in einer Periode, die Elektronenaffinitäten negativer werden. Halogene haben die negativsten Elektronenaffinitäten, da das einströmende Elektron zum Erreichen der Edelgaskonfiguration beiträgt. Im Vergleich dazu haben Edelgase eine vollständig gefüllte Hülle.
Das ankommende Elektron muss in der höheren Hauptenergieebene untergebracht werden, was energetisch gesehen ungünstig ist. Daher sind die Elektronenaffinitäten für diese Elemente positiv. Gruppe 2 zeigt Ausnahmen.
Die Elektronenkonfiguration zeigt an, dass das ankommende Elektron in eine Unterschale mit höherer Energie eintreten muss. Daher sind die Elektronenaffinitätswerte entweder positiv oder weniger exotherm. Interessanterweise hat Gruppe 15 weniger negative Elektronenaffinitäten als Gruppe 14.
Vergleichen Sie Phosphor und Silizium. Anders als Silizium, hat Phosphor eine halbgefüllte p Unterschale und das aufgenommene Elektron muss sich mit einem Elektron paaren, das sich bereits im p-Orbital befindet. Dies würde die Elektron-Elektron-Abstoßungen erhöhen und ist daher ein energetisch ungünstiger Prozess, der sich auch in der geringeren negativen Elektronenaffinität im Vergleich zu Silizium reflektiert.
Die Elektronenaffinität (EA) ist die auftretende Energieänderung beim Hinzufügen eines Elektrons zu einem gasförmigen Atom, wobei ein Anion (negatives…
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