Définition de l'affinité électronique en chimie

L'affinité électronique reflète la capacité d'un atome à accepter un électron. C'est le changement d'énergie qui se produit lorsqu'un électron est ajouté à un atome gazeux. Les atomes avec une charge nucléaire efficace plus forte ont une plus grande affinité électronique.

La réaction qui se produit lorsqu'un atome prend un électron peut être représentée comme suit:

X + e^- → X^- + énergie

Une autre façon de définir l'affinité électronique est la quantité d'énergie nécessaire pour retirer un électron d'un ion négatif chargé individuellement:

X^- → X + e^-

Points clés à retenir: définition et tendance de l'affinité électronique

• L'affinité électronique est la quantité d'énergie nécessaire pour détacher un électron d'un ion chargé négativement d'un atome ou d'une molécule.
• Il est indiqué par le symbole Ea et est généralement exprimé en unités de kJ / mol.
• L'affinité électronique suit une tendance sur le tableau périodique. Il augmente le déplacement vers le bas d'une colonne ou d'un groupe et augmente également le déplacement de gauche à droite sur une ligne ou une période (sauf pour les gaz nobles).
• La valeur peut être positive ou négative. Une affinité électronique négative signifie que de l'énergie doit être entrée pour attacher un électron à l'ion. Ici, la capture d'électrons est un processus endothermique. Si l'affinité électronique est positive, le processus est exothermique et se produit spontanément.

Tendance d'affinité électronique

L'affinité électronique est l'une des tendances prévisibles en utilisant l'organisation des éléments dans le tableau périodique.

• L'affinité électronique augmente en descendant dans un groupe d'éléments (colonne du tableau périodique).
• L'affinité électronique augmente généralement en se déplaçant de gauche à droite sur une période d'élément (ligne du tableau périodique). L'exception est les gaz nobles, qui sont dans la dernière colonne du tableau. Chacun de ces éléments a une enveloppe d'électrons de valence complètement remplie et une affinité électronique approchant zéro.

Les non-métaux ont généralement des valeurs d'affinité électronique plus élevées que les métaux. Le chlore attire fortement les électrons. Le mercure est l'élément dont les atomes attirent le plus faiblement un électron. L'affinité électronique est plus difficile à prévoir dans les molécules car leur structure électronique est plus compliquée.

Utilisations de l'affinité électronique

Gardez à l'esprit que les valeurs d'affinité électronique ne s'appliquent qu'aux atomes et molécules gazeux car les niveaux d'énergie électronique des liquides et des solides sont modifiés par l'interaction avec d'autres atomes et molécules. Néanmoins, l'affinité électronique a des applications pratiques. Il est utilisé pour mesurer la dureté chimique, une mesure de la façon dont les acides et les bases de Lewis sont chargés et facilement polarisés. Il est également utilisé pour prédire le potentiel chimique électronique. L'utilisation principale des valeurs d'affinité électronique est de déterminer si un atome ou une molécule agira en tant qu'accepteur d'électrons ou donneur d'électrons et si une paire de réactifs participera aux réactions de transfert de charge.

Convention sur les signes d'affinité électronique

L'affinité électronique est le plus souvent rapportée en unités de kilojoule par mole (kJ / mol). Parfois, les valeurs sont données en termes de magnitudes les unes par rapport aux autres.

Si la valeur de l'affinité électronique ou E_ea est négatif, cela signifie que l'énergie est nécessaire pour attacher un électron. Des valeurs négatives sont observées pour l'atome d'azote et également pour la plupart des captures de seconds électrons. Il peut également être observé pour des surfaces telles que le diamant. Pour une valeur négative, la capture d'électrons est un processus endothermique:

E_ea = −ΔE(attacher)

La même équation s'applique si E_ea a une valeur positive. Dans cette situation, le changement ΔE a une valeur négative et indique un processus exothermique. La capture d'électrons pour la plupart des atomes de gaz (à l'exception des gaz nobles) libère de l'énergie et est exothermique. Une façon de se souvenir de capturer un électron a un Δ négatifE est de se souvenir que l'énergie est lâchée ou libérée.

N'oubliez pas: ΔE et Eea ont des signes opposés!

Exemple de calcul d'affinité électronique

L'affinité électronique de l'hydrogène est ΔH dans la réaction:

H (g) + e^- → H^-(g); ΔH = -73 kJ / mol, donc l'affinité électronique de l'hydrogène est de +73 kJ / mol. Le signe "plus" n'est pas cité, cependant, donc le Eea est simplement écrit 73 kJ / mol.

Sources

• Anslyn, Eric V .; Dougherty, Dennis A. (2006). Chimie organique physique moderne. Livres scientifiques universitaires. ISBN 978-1-891389-31-3.
• Atkins, Peter; Jones, Loretta (2010). Principes chimiques en quête de perspicacité. Freeman, New York. ISBN 978-1-4292-1955-6.
• Himpsel, F .; Knapp, J .; Vanvechten, J .; Eastman, D. (1979). "Photoyield quantique de diamant (111) -un émetteur stable d'affinité négative". Examen physique B. 20 (2): 624. doi: 10.1103 / PhysRevB.20.624
• Tro, Nivaldo J. (2008). Chimie: une approche moléculaire (2e éd.). New Jersey: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-100065-9.
• UICPA (1997). Recueil de terminologie chimique (2nd Ed.) (Le "Livre d'or"). doi: 10.1351 / goldbook.E01977