Powinowactwo elektronowe (EA) to zmiana energii potrzebna do dodania elektronu do atomu gazowego w celu utworzenia anionu (jonu ujemnego).
Proces ten może być endotermiczny lub egzotermiczny, w zależności od pierwiastka. Wiele z tych pierwiastków ma ujemne wartości EA, co oznacza, że energia jest uwalniana, gdy atom gazowy przyjmuje elektron. Jednak w przypadku niektórych pierwiastków energia jest potrzebna, aby atom stał się naładowany ujemnie, a wartość ich EA jest dodatnia. Podobnie jak w przypadku energii jonizacji, kolejne wartości EA są związane z powstawaniem jonów o większym ładunku. Drugi EA to energia związana z dodaniem elektronu do anionu w celu utworzenia jonu 2– i tak dalej.
Jak można przewidzieć, wraz ze wzrostem efektywnego ładunku jądrowego atomów łatwiej jest dodać elektron do szeregu atomów. Gdy przechodzimy od lewej do prawej przez okres, EA stają się bardziej negatywne. Wyjątki stwierdzone wśród elementów grupy 2 (2A), grupy 15 (5A) i grupy 18 (8A) można zrozumieć na podstawie struktury elektronicznej tych grup. Gazy szlachetne z grupy 18 (8A) mają całkowicie wypełnioną powłokę, a przychodzący elektron musi zostać dodany do wyższego poziomu n, co jest trudniejsze do wykonania. Grupa 2 (2A) ma wypełnioną podpowłokę ns, a więc następny dodany elektron trafia do NP o wyższej energii, więc ponownie obserwowana wartość EA nie jest taka, jak przewidywałby trend. Wreszcie grupa 15 (5A) ma w połowie wypełnioną podpowłokę np, a następny elektron musi być sparowany z istniejącym elektronem np. We wszystkich tych przypadkach początkowa względna stabilność konfiguracji elektronowej zaburza trend w EA.
Można by się spodziewać, że atom znajdujący się na szczycie każdej grupy będzie miał najwięcej ujemnych EA; ich pierwsze potencjały jonizacyjne sugerują, że atomy te mają największe efektywne ładunki jądrowe. Jednak w miarę przesuwania się w dół grupy widzimy, że drugi element w grupie najczęściej ma najwięcej negatywnych EA. Można to przypisać niewielkim rozmiarom powłoki n = 2 i wynikającym z tego dużym odpychaniu elektronów i elektronów. Na przykład chlor o wartości EA –348 kJ/mol ma najwyższą wartość ze wszystkich pierwiastków w układzie okresowym pierwiastków. EA fluoru wynosi –322 kJ/mol. Kiedy dodajemy elektron do atomu fluoru, aby utworzyć anion fluorkowy (F–), dodajemy elektron do powłoki n = 2. Elektron jest przyciągany do jądra, ale istnieje również znaczne odpychanie od innych elektronów już obecnych w tej małej powłoce walencyjnej. Atom chloru ma taką samą konfigurację elektronową w powłoce walencyjnej, ale ponieważ elektron wchodzący wchodzi w powłokę n = 3, zajmuje znacznie większy obszar przestrzeni, a odpychanie elektron-elektron jest zmniejszone. Wchodzący elektron nie doświadcza tak dużego odpychania, a atom chloru łatwiej przyjmuje dodatkowy elektron, co skutkuje bardziej ujemnym EA.
Ten tekst został zaadaptowany z OpenStax Chemistry 2e, Sekcja 6.5: Okresowe zmiany właściwości pierwiastków.
Related Videos
Periodic Properties of the Elements
42.0K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
50.3K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
26.9K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
32.8K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
34.9K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
18.8K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
18.0K Wyświetlenia
Periodic Properties of the Elements
17.0K Wyświetlenia