8.4
Lorsqu'un électron est ajouté à un atome gazeux, un changement d'énergie est observé appelé affinité électronique. Affinité électronique mesure la facilité de gagner un électron par un atome. Par exemple, l'affinité électronique du chlore est de 348, 6 kilojoules par mole.
Le signe négatif indique qu'il s'agit d'un changement exothermique. L'argon, cependant, a une affinité électronique positive, indiquant que la formation d'un anion d'argon nécessite de l'énergie pour être fournie. En général, plus l'attraction entre un atome et un électron ajouté est grande, plus l'affinité électronique est négative.
Les affinités électroniques, semblables aux énergies d'ionisation, montrent des tendances dans le tableau périodique. En descendant le groupe 1, la taille atomique augmente à mesure que les électrons occupent des nombres quantiques principaux plus élevés. Les électrons entrants subissent donc moins d'attraction nucléaire, ce qui entraîne des affinités électroniques moins négatives.
Cependant, il y a des exceptions. Dans les halogènes, le chlore a une valeur d'affinité électronique plus négative que le fluor. Mais pourquoi?
Le fluor est le plus petit atome des halogènes et un électron entrant subit une répulsion importante de la part des électrons déjà présents. Dans l'anion chlorure, cependant, le nouvel électron est ajouté dans la troisième couche, occupant plus d'espace. Cela réduit la répulsion électron-électron, ce qui rend plus attrayant le gain d'un électron.
Généralement, en se déplaçant sur une période, les affinités électroniques deviennent plus négatives. Les halogènes ont les affinités d'électrons les plus négatives, car l'électron entrant aide à réaliser des configurations de gaz rares. En comparaison, les gaz rares ont une shell complètement remplie.
L'électron entrant doit être logé dans le niveau d'énergie principal plus élevé, ce qui est énergétiquement défavorable. Ainsi, les affinités électroniques pour ces éléments sont positives. Le groupe 2 montre les exceptions.
La configuration électronique indique que l'électron entrant doit entrer dans une sous-shell d'énergie plus élevée. Ainsi, les valeurs d'affinité électronique sont soit positives, soit moins exothermiques. Il est intéressant de noter que le groupe 15 a moins d'affinités électroniques négatives que le groupe 14.
Comparez le phosphore et le silicium. Contrairement au silicium, le phosphore a une sous-couche p à moitié remplie et l'électron entrant doit être jumelé à un électron résidant déjà dans l'orbitale p. Cela augmenterait les répulsions électron-électron et est donc un processus énergétiquement défavorable, qui se reflète également dans l'affinité électronique moins négative par rapport au silicium.
L'affinité électronique (Ae) est la variation d'énergie qui permet d'ajouter un électron à un atome gazeux pour former un anion (ion négatif).

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