標籤:物質結構

電子親和能是指真空的自由電子能級與導帶底能級之間的能量差,也就是把導帶底的電子拿出到真空去而變成自由電子所需要的能量。

1基本介紹

緣由
一元素或化合物 X 的電子親合能(或電子親和勢或電子親和力) Eea 等於該物質的 -1 價離子失去一個電子,變成基態原子或化合物時所需吸收的能量。
X− → X + e−X 的電子親合能越大,它奪取電子的能力(或稱「非金屬性」)越強,越靠近周期表右側。氯元素的電子親合能最大

2測定

對於原子而言,一個中性原子獲得一個電子而成為負離子時所放出的能量,就是原子的親和能。
定義:用反應式表示:
第一電子親和能的變化規律
內元素的第一電子親和能隨著原子序數的增加而降低(也即形成負離子時釋放的能量越來越少)。由於氟不符合這一規律, 我們將在後邊的例子中對它進行單獨的說明。
電子親和能是衡量原子核與外來電子之間吸引力的指標。原子核與外來電子之間的吸引力越強,則釋放的能量也就越多。
哪些因素能影響原子核與外來電子間的吸引力呢?這些因素跟影響電離能大小的因素是相同的——原子的電荷、電子與原子核之間的距離、屏蔽。
隨著族內元素原子序數的增加,元素的核電荷隨之增加,但其電子也增加,增加的電子所產生的屏蔽將抵銷核電荷的增加。無論是哪個7族元素,它們的外層電子都通通都感受到來自原子核 7+ 電荷的吸引力。
例如,氟(F)的電子排布為 1s2s2px2py2pz。其的原子核有9個質子。
外來電子進入第2能級,並由兩個 1s 電子屏蔽。外來電子所感受到的凈吸引力為7+個電荷(9個質子減去2個屏蔽電子)。
相比之下,氯(Cl)的電子排布為 1s2s2p3s3px3py3pz。其原子核有17個質子。
但外來電子仍感受到7+電荷(17個質子減去第一與第二能級共10個電子的屏蔽) 的凈吸引力。
這樣,原子核與外來電子之間的距離便成為決定性因素了,隨著族內元素原子序數的增加,原子核與外來電子之間的距離也越來越遠(原子半徑越來越大),它們間的吸引力越來越小,釋放的能量(電子親和能)越來越少。
(1)同一周期主族元素,由左至右,原子半徑逐漸減少,所以電子親和能逐漸增大。
(2)同一主族元素中,原子半徑由上至下是增大的,所以電子親和能逐漸減小。
(3)副族元素原子的電子親和能數據較少,變化規律不明顯。電子親和能與原子半徑、電子構型有關。
電子親和能的大小表示原子結合電子的難易,而原子結合電子的能力標誌著元素非金屬性的強弱。一般來說,原子的電子親和能(負值越大),元素的非金屬性越強。但不能單憑電子親和能來判斷元素的非金屬性。另外,由於電子親和能的數據較少,可靠性較差,一般不會單獨使用。

3特點

電子親和能有如下特點:
(1)大多數元素原子的第一電子親和能是負值,少數是正值。這一點與電離能不同。
(2)第一親和能值較小,與電離能相比,元素的第一電子親和能的絕對值要小得多。
(3)第二電子親和能是正值。這是因為使一個負一價的離子再結合一個電子必須克服負離子與電子間的靜電排斥力,克服排斥力需要吸收能量。

4規律性能

元素親和能數據
以下為元素的電子親和能數據,僅作參考。


72.77
59.62
26.99
121.78
141.004
328.165
52.87
41.86
134.07
72.03
200.410
349
48.38
2.37
18(2)
8.4(7)
51
65.2
14.6(3)
64.0
111.6
119.24
41(3)
118.94
78.5(7)
194.97
342.54
46.89
5.02
30
41
86(2)
72.3
101.0
110.3
54.24
125.86
39
107.30
101.06
190.16
295
45.51
13.95
45(2)
92(2)
99(2)
33
31
79
104.0
150.9
205.04
222.75
36
35
90.92

分子的電子親合能

電子親合能的定義也可以延伸到分子。如苯和萘的電子親合能為負值,而蒽 、菲、芘的電子親合能為正值。電腦模擬實驗證實 hexacyanobenzene C6(CN)6 的電子親合能較富勒烯要高。


雙原子分子
244
227
297
246
43
溴化碘
251
氯化鋰
59
一氧化氮
2
三原子分子
二氧化氮
222
二氧化硫
105
多原子分子
−110
1,4-苯二酮
129
三氟化硼
255
硝酸
59
硝基甲烷
38
三氯化磷
134
六氟化硫
138
四氰乙烯
278
六氟化鎢
264
六氟化鈾
280

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