Elektron Afinitesi

Elektron afinitesi (EA), bir anyon (negatif iyon) oluşturmak için bir gaz halindeki atoma bir elektron eklemek için enerji değişimidir.

Bu işlem, elemente bağlı olarak endotermik veya ekzotermik olabilir. Bu elementlerin çoğu negatif EA değerlerine sahiptir, bu da gaz halindeki atom bir elektron kabul ettiğinde enerjinin açığa çıktığı anlamına gelir. Bununla birlikte, bazı elementler için, atomun negatif yüklü hale gelmesi için enerji gerekir ve EA’larının değeri pozitiftir. İyonlaşma enerjisinde olduğu gibi, sonraki EA değerleri daha fazla yüklü iyonların oluşturulmasıyla ilişkilidir. İkinci EA, –2 iyon oluşturmak için bir anyona bir elektron eklenmesi ile ilişkili enerjidir ve bu böyle devam eder.

Tahmin edileceği gibi, atomların etkili nükleer yükü arttıkça, bir dizi atom boyunca bir elektron eklemek daha kolay hale gelir. Bir periyot boyunca soldan sağa gittiğimizde, EA’lar daha negatif olma eğilimindedir. Grup 2 (2A), grup 15 (5A) ve grup 18 (8A) elementleri arasında bulunan istisnalar, bu grupların elektronik yapısına dayanılarak anlaşılabilir. Soy gazlar, grup 18 (8A), tamamen dolu bir kabuğa sahiptir ve gelen elektronun, yapılması daha zor olan daha yüksek bir n seviyesine eklenmesi gerekir. Grup 2 (2A), doldurulmuş bir ns alt kabuğuna sahiptir ve bu nedenle eklenen bir sonraki elektron daha yüksek enerjili np, gider, bu nedenle, yine, gözlemlenen EA değeri eğilimin tahmin edeceği gibi değildir. Son olarak, grup 15 (5A) yarı dolu np alt kabuğuna sahiptir ve bir sonraki elektron mevcut bir np elektronu ile eşleştirilmelidir. Tüm bu durumlarda, elektron konfigürasyonunun başlangıçtaki göreceli kararlılığı, EA’daki eğilimi bozar.

Her grubun tepesindeki atomun en negatif EA’ya sahip olması beklenebilir; ilk iyonlaşma potansiyelleri, bu atomların en büyük etkili nükleer yüklere sahip olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, bir grup aşağı doğru ilerlerken, gruptaki ikinci elementin en negatif EA’ya sahip olduğunu görürüz. Bu, n = 2 kabuğunun küçük boyutuna ve ortaya çıkan büyük elektron-elektron itmelerine bağlanabilir. Örneğin, EA değeri –348 kJ/mol olan klor, periyodik tablodaki herhangi bir element arasından en yüksek değere sahiptir. Florun EA’sı –322 kJ/mol’dür. Bir florür anyonu (F–) oluşturmak için bir flor atomuna bir elektron eklediğimizde, n = 2 kabuğuna bir elektron ekleriz. Elektron çekirdeğe çekilir, ancak bu küçük değerlik kabuğunda zaten mevcut olan diğer elektronlardan da önemli bir itme vardır. Klor atomu, değerlik kabuğunda aynı elektron konfigürasyonuna sahiptir, ancak giren elektron n = 3 kabuğuna girdiğinden, önemli ölçüde daha geniş bir alan kaplar ve elektron-elektron itmeleri azalır. Giren elektron o kadar fazla itme yaşamaz ve klor atomu ek bir elektronu daha kolay kabul eder, bu da daha negatif bir EA ile sonuçlanır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: OpenStax Chemistry 2e, Section 6.5: Periodic Variations in Element Properties.