전자 친화력 그것 원자가 껍질에 전자를 포함 할 때 또는 전자 친화력 기상 원자의 에너지 변동의 척도이다. 전자는 원자 (A)에 의해 획득 된 후, 생성 된 음이온 A는 - 또는 바닥 상태보다 더 안정되지 않을 수있다. 따라서이 반응은 흡열 또는 발열 일 수 있습니다.
관례 적으로, 전자 이득이 흡열 일 때, 양의 부호 "+"가 전자 친 화성 값에 할당됩니다. 반면에 발열 성인 경우 (즉, 에너지를 방출 함)이 값에는 음의 부호 "-"가 주어집니다. 이 값은 어떤 단위로 표현됩니까? kJ / mol, 또는 eV / 원자.
원소가 액체 또는 고체 상태라면 그 원자는 서로 상호 작용할 것입니다. 이로 인해 전자 이득으로 인해 흡수되거나 방출되는 에너지가 이들 모두에 분산되어 신뢰할 수없는 결과가 생성됩니다.
대조적으로, 기체 상에서는 분리 된 것으로 간주됩니다. 즉, 그들은 아무것도 상호 작용하지 않습니다. 그래서,이 반응에 관여하는 원자는 다음과 같습니다 : A (g)와 - (g). 여기서 (g)는 원자가 기체 상태임을 나타냅니다.
첫 번째 및 두 번째 전자 친화도
먼저
전자 이득 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
A (g) + E - =>은 - (g) + E, 또는 A (g) + E - + E =>은 - (g)
첫 번째 방정식에서 E (에너지)는 화살표의 왼쪽에 곱으로 표시됩니다. 두 번째 방정식에서 에너지는 반응으로 계산되어 오른쪽에 있습니다. 즉, 첫 번째는 발열 전자 이득에 해당하고 두 번째는 흡열 전자 이득에 해당합니다.
그러나 두 경우 모두 원자 A의 원자가 껍질에 추가되는 것은 단 하나의 전자입니다.
둘째
음이온 A 가 형성 되면 다른 전자를 흡수 할 수도 있습니다.
- (g) + E - =>를 2- (g)
음이온 A를 사이에 정전 반발하기 때문에, 제 2 전자 친화력의 값이 양수 - 상기 수신 전자가 전자 - 극복되어야한다 .
기체 원자가 전자를 더 잘 "수신"한다고 결정하는 것은 무엇입니까? 대답은 본질적으로 핵, 내부 전자 껍질의 차폐 효과 및 원자가 껍질에서 발견됩니다.
주기율표에서 전자 친화력이 어떻게 변하는가
상단 이미지에서 빨간색 화살표는 요소의 전자 친화도가 증가하는 방향을 나타냅니다. 이로부터 전자 친화력은 많은 예외가 있다는 특이성과 함께 하나 이상의 주기적 특성으로 이해 될 수 있습니다.
전자 친화력은 그룹을 통해 오름차순으로 증가하고 주기율표를 따라 특히 불소 원자 주변에서 왼쪽에서 오른쪽으로 증가합니다. 이 속성은 원자 반경 및 궤도의 에너지 수준과 밀접한 관련이 있습니다.
코어 및 차폐 효과에 따른 변화
핵은 원자의 전자에 인력을 가하는 양으로 하전 된 입자 인 양성자를 가지고 있습니다. 전자가 핵에 가까울수록 더 큰 매력을 느낍니다. 따라서 핵에서 전자까지의 거리가 증가할수록 인력은 낮아집니다.
또한, 내부 껍질의 전자는 가장 바깥 쪽 껍질의 전자 인 원자가 전자에 대한 핵의 효과를 "보호"하는 데 도움이됩니다.
이것은 음전하 사이의 전자적 반발 자체 때문입니다. 그러나이 효과는 원자 번호 Z를 증가시킴으로써 상쇄됩니다.
위의 내용이 전자적 친화 성과 어떤 관련이 있습니까? 가스 원자 A는 차폐 효과가 들어오는 전자와 원자가 껍질 사이의 반발보다 클 때 전자를 얻고 안정된 음이온을 형성하는 경향이 더 클 것입니다.
전자가 핵에서 매우 멀리 떨어져 있고 그들 사이의 반발이 전자 이득을 해치지 않을 때 반대가 발생합니다.
예를 들어, 그룹 내에서 하강하면 새로운 에너지 레벨이 "열려"핵과 외부 전자 사이의 거리가 증가합니다. 이러한 이유로 그룹을 위로 이동하면 전자적 친화도가 증가합니다.
전자 구성에 따른 변화
모든 궤도에는 에너지 수준이 있으므로 새로운 전자가 더 높은 에너지의 궤도를 차지할 경우 원자는 에너지를 흡수해야 가능합니다.
또한 전자가 궤도를 차지하는 방식은 전자 이득을 선호 할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으므로 원자 간의 차이를 구별 할 수 있습니다.
예를 들어, 모든 전자가 p 궤도에서 짝을 이루지 않으면 새로운 전자를 포함하면 쌍을 이룬 쌍이 형성되어 다른 전자에 반발력을가합니다.
이것은 전자 친화력 (8kJ / mol)이 탄소 원자 (-122kJ / mol)보다 낮은 질소 원자의 경우입니다.
예
예 1
산소에 대한 첫 번째 및 두 번째 전자 친화도는 다음과 같습니다.
O (g) + E - => O - (g)를 + (141kJ / mol)의
O - (g) + E - + (780kJ / 몰) => O 2- (g)
O의 전자 구성은 1s 2 2s 2 2p 4 입니다. 핵의 인력을 극복 할 수없는 전자 쌍이 이미 있습니다. 따라서, 전자 이득 안정된 후에 O의 에너지를 방출 - 이온이 형성된다 .
그러나 O 2– 는 고귀한 가스 네온과 동일한 구성을 갖지만 전자적 반발력은 핵의 인력을 초과하므로 전자가 들어가기 위해서는 에너지 공급이 필요합니다.
예 2
그룹 17 요소의 전자 친화도를 비교하면 다음을 얻을 수 있습니다.
F (g) + E - = F - (g) + (328 킬로 / mol)의
CL (g) + E - = CL - (g) + (349 킬로 / mol)의
BR (g) + E - = BR - (g) + (325 킬로 / mol)의
I (g) + E - = I - (g) + (295 킬로 / mol)의
위에서 아래로-그룹에서 내림차순-원자 반경이 증가하고 핵과 외부 전자 사이의 거리가 증가합니다. 이것은 전자 친화도를 증가시킵니다. 그러나 가장 높은 가치를 가져야하는 불소는 염소보다 많다.
왜? 이 이상 현상은 인력과 낮은 차폐에 대한 전자적 반발의 효과를 보여줍니다.
이것은 매우 작은 원자이기 때문에 불소는 모든 전자를 작은 부피로 "응축"하여 더 부피가 큰 동족체 (Cl, Br 및 I)보다 들어오는 전자에 더 큰 반발을 일으 킵니다.
참고 문헌
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