Mối quan hệ điện tử Làm thế nào nó khác nhau trong bảng tuần hoàn và ví dụ



các ái lực điện tử hay độ điện ly là thước đo sự biến đổi năng lượng của một nguyên tử trong pha khí khi nó kết hợp một electron vào vỏ hóa trị của nó. Khi electron đã được nguyên tử A thu được, kết quả là anion A- nó có thể ổn định hơn hoặc không hơn trạng thái cơ bản của nó. Do đó, phản ứng này có thể là phản ứng nhiệt hoặc tỏa nhiệt.

Theo quy ước, khi mức tăng của electron là nhiệt nội, một dấu dương "+" được gán cho giá trị của ái lực điện tử; thay vào đó, nếu nó tỏa nhiệt - nghĩa là nó giải phóng năng lượng - giá trị này được đưa ra một dấu âm "-". Những đơn vị này được thể hiện trong những đơn vị nào? Trong kJ / mol, hoặc trong eV / nguyên tử.

Nếu nguyên tố ở pha lỏng hoặc rắn, các nguyên tử của chúng sẽ tương tác với nhau. Điều này sẽ khiến năng lượng được hấp thụ hoặc giải phóng, do mức tăng điện tử, bị phân tán giữa tất cả những thứ này, mang lại kết quả không đáng tin cậy.

Ngược lại, trong pha khí, người ta cho rằng chúng bị cô lập; Nói cách khác, họ không tương tác với bất cứ điều gì. Sau đó, các nguyên tử tham gia phản ứng này là: A (g) và A-(g) Ở đây (g) biểu thị rằng nguyên tử đang ở pha khí.

Chỉ số

  • 1 ái lực điện tử thứ nhất và thứ hai
    • 1.1 Đầu tiên
    • 1,2 giây
  • 2 Làm thế nào mối quan hệ điện tử khác nhau trong bảng tuần hoàn
    • 2.1 Biến đổi theo lõi và hiệu ứng che chắn
    • 2.2 Biến đổi theo cấu hình điện tử
  • 3 ví dụ
    • 3.1 Ví dụ 1
    • 3.2 Ví dụ 2
  • 4 tài liệu tham khảo

Ái lực điện tử thứ nhất và thứ hai

Đầu tiên

Phản ứng của mức tăng điện tử có thể được biểu diễn dưới dạng:

A (g) + e- => A-(g) + E, hoặc là A (g) + e- + E => A-(g)

Trong phương trình đầu tiên, E (năng lượng) được tìm thấy như một sản phẩm ở phía bên trái của mũi tên; và trong phương trình thứ hai, năng lượng được tính là phản ứng, được đặt ở phía bên phải. Đó là, thứ nhất tương ứng với một mức tăng điện tử tỏa nhiệt và thứ hai là một mức tăng nhiệt điện tử.

Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, nó chỉ là một electron thêm vào vỏ hóa trị của nguyên tử A.

Thứ hai

Cũng có thể, một khi ion âm A đã hình thành-, nó hấp thụ một điện tử khác một lần nữa:

Một-(g) + e- => A2-(g)

Tuy nhiên, các giá trị cho ái lực điện tử thứ hai là dương, vì các lực đẩy tĩnh điện giữa ion âm A phải được khắc phục- và electron tới và-.

Điều gì xác định rằng một nguyên tử khí "nhận" một electron tốt hơn? Câu trả lời chủ yếu nằm ở hạt nhân, trong hiệu ứng che chắn của các lớp điện tử bên trong và trong lớp hóa trị.

Làm thế nào mối quan hệ điện tử khác nhau trong bảng tuần hoàn

Trong hình trên, mũi tên màu đỏ cho biết hướng mà ái lực điện tử của các yếu tố tăng lên. Từ đây, chúng ta có thể hiểu mối quan hệ điện tử là một trong những tính chất định kỳ, với đặc thù là nó có nhiều ngoại lệ.

Ái lực điện tử tăng dần qua các nhóm và, tương tự, tăng dần từ trái sang phải qua bảng tuần hoàn, đặc biệt là vùng lân cận của nguyên tử flo. Tính chất này liên quan chặt chẽ với bán kính nguyên tử và mức năng lượng của quỹ đạo của nó.

Sự thay đổi của lõi và hiệu ứng che chắn

Hạt nhân có các proton, là các hạt tích điện dương tạo ra lực hấp dẫn lên các electron của nguyên tử. Các electron trong hạt nhân càng gần thì sức hút mà chúng cảm thấy càng lớn. Do đó, khi khoảng cách từ hạt nhân đến các electron tăng lên, lực hút sẽ ít hơn.

Ngoài ra, các electron của lớp bên trong giúp "che chắn" tác động của hạt nhân lên các electron của lớp ngoài cùng: các electron hóa trị.

Điều này là do các lực đẩy điện tử trong số các điện tích âm của chúng. Tuy nhiên, hiệu ứng này bị phản tác dụng bởi sự gia tăng số nguyên tử Z.

Mối quan hệ giữa trước đây và mối quan hệ điện tử là gì? Một nguyên tử khí A sẽ có xu hướng thu được nhiều electron hơn và hình thành các ion âm ổn định khi hiệu ứng che chắn lớn hơn lực đẩy giữa electron tới và lớp của lớp hóa trị.

Điều ngược lại xảy ra khi các electron ở rất xa hạt nhân và lực đẩy giữa chúng không gây bất lợi cho mức tăng điện tử.

Ví dụ, khi giảm dần thành một nhóm, các mức năng lượng "mới" được "mở", làm tăng khoảng cách giữa hạt nhân và các electron bên ngoài. Đó là lý do tại sao khi các nhóm tăng dần tăng ái lực điện tử.

Biến đổi theo cấu hình điện tử

Tất cả các quỹ đạo đều có mức năng lượng của chúng, vì vậy nếu electron mới sẽ chiếm quỹ đạo năng lượng cao hơn, nguyên tử sẽ cần hấp thụ năng lượng để biến điều này thành có thể.

Hơn nữa, cách thức mà các electron chiếm quỹ đạo có thể hoặc không ủng hộ lợi ích điện tử, do đó phân biệt sự khác biệt giữa các nguyên tử..

Ví dụ, nếu tất cả các electron không ghép cặp trong quỹ đạo p, sự bao gồm của một electron mới sẽ gây ra sự hình thành của một cặp tương xứng, tạo ra lực đẩy lên các electron khác.

Đây là trường hợp của nguyên tử nitơ, có ái lực electron (8kJ / mol) thấp hơn so với nguyên tử carbon (-122kJ / mol).

Ví dụ

Ví dụ 1

Các ái lực điện tử thứ nhất và thứ hai đối với oxy là:

O (g) + e- => O-(g) + (141kJ / mol)

Ôi-(g) + e- + (780kJ / mol) => O2-(g)

Cấu hình điện tử cho O là 1s22s22p4. Đã có một cặp electron ghép đôi, không thể vượt qua lực hấp dẫn của hạt nhân; do đó, khuếch đại điện tử giải phóng năng lượng sau khi hình thành ion O ổn định-.

Tuy nhiên, mặc dù O2- nó có cấu hình tương tự như khí hiếm neon, lực đẩy điện tử của nó vượt quá lực hấp dẫn của hạt nhân, và để cho phép sự xâm nhập của electron, nó cần thiết phải đóng góp năng lượng.

Ví dụ 2

Nếu bạn so sánh các mối quan hệ điện tử của các yếu tố của nhóm 17, bạn sẽ có những điều sau đây:

F (g) + e- = F-(g) + (328 kJ / mol)

Cl (g) + e- = Cl-(g) + (349 kJ / mol)

Br (g) + e- = Br-(g) + (325 kJ / mol)

Tôi (g) + e- = Tôi-(g) + (295 kJ / mol)

Từ trên xuống dưới - đi xuống trong nhóm - bán kính nguyên tử tăng, cũng như khoảng cách giữa hạt nhân và các electron bên ngoài. Điều này gây ra sự gia tăng các mối quan hệ điện tử; tuy nhiên, flo, có giá trị lớn nhất, bị vượt quá bởi clo.

Tại sao? Sự bất thường này cho thấy tác động của lực đẩy điện tử lên lực hấp dẫn và che chắn thấp.

Vì là một nguyên tử rất nhỏ, flo "ngưng tụ" tất cả các electron của nó trong một thể tích nhỏ, gây ra lực đẩy lớn hơn đối với electron tới không giống như khối lớn hơn của nó (Cl, Br và I).

Tài liệu tham khảo

  1. Hóa học LibreTexts. Ái lực điện tử. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: chem.libretexts.org
  2. Jim Clark (2012). Ái lực điện tử. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: chemguide.co.uk
  3. Carl R. Nave. Ảnh hưởng điện tử của các yếu tố nhóm chính. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Giáo sư N. De Leon. Ái lực điện tử. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: iun.edu
  5. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 27 tháng 5 năm 2016). Định nghĩa ái lực điện tử. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: thinkco.com
  6. Cdang (Ngày 3 tháng 10 năm 2011). Bảng tuần hoàn điện tử. [Hình] Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2018, từ: commons.wikidia.org
  7. Whites, Davis, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập CENGAGE, trang 227-229.
  8. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ (Ấn bản thứ tư, trang 29). Đồi Mc Graw.