电子亲和力：元素周期表的变化和示例 - 化学 - 2026

的电子亲和力或电亲和力是在气相中的原子的能量变化的度量，当它集成了一个电子到其价电子层。一旦电子被通过A原子获得的，所得到的阴离子A ^-可以或不可以比其基态更稳定。因此，该反应可以是吸热的或放热的。

按照惯例，当电子增益为吸热性时，将正号“ +”分配给电子亲和力值；另一方面，如果放热（即释放能量），则该值将带有负号“-”。这些值以什么单位表示？以kJ / mol或eV /原子为单位。

如果元素处于液相或固相，则其原子将彼此相互作用。由于电子增益，这将导致吸收或释放的能量分散在所有这些能量中，从而产生不可靠的结果。

相反，假定它们在气相中是孤立的。换句话说，它们不与任何事物交互。所以，涉及到该反应的原子为：A（g）和甲^-（G）。在此，（g）表示原子为气相。

第一和第二电子关系

第一

电子增益反应可以表示为：

A（克）+ E ^- =>甲^-（G）+ E，或为A（克）+ E ^- + E =>甲^-（G）

在第一个方程式中，E（能量）是箭头左侧的乘积；在第二个等式中，能量被计算为无功，位于右侧。即，第一个对应于放热的电子增益，第二个对应于吸热的电子增益。

但是，在这两种情况下，只有一个电子被添加到原子A的价壳中。

第二

一旦^形成负离子A-，它也可能吸收另一个电子：

甲^-（G）+ E ^- =>甲^{2- （}克）

然而，对于第二电子亲和力的值是正的，因为负离子A之间的静电排斥^-和输入电子e ^-必须被克服。

是什么决定了气态原子更好地“接收”电子？答案本质上是在原子核，内部电子外壳的屏蔽效应和价外壳中。

电子亲和力在元素周期表中如何变化

在上方的图像中，红色箭头指示元素的电子亲和力增加的方向。据此，电子亲和力可以理解为一种周期性特性，但有许多例外。

电子亲和力通过基团增加，并且沿着元素周期表从左到右也增加，特别是在氟原子周围。该性质与原子半径及其轨道的能级密切相关。

芯线和屏蔽效果的差异

原子核具有质子，质子是带正电的粒子，对原子中的电子施加吸引力。电子离原子核越近，它们感受到的吸引力越大。因此，随着从原子核到电子的距离增加，吸引力越低。

此外，内壳中的电子有助于“屏蔽”原子核对最外层壳中的电子的价电子：价电子。

这是由于其负电荷之间的电子排斥本身。但是，通过增加原子序数Z可以抵消这种影响。

以上与电子亲和力有何关系？当屏蔽效应大于入射电子与化合价电子之间的排斥力时，气态原子A将具有更大的电子获取趋势并形成稳定的负离子。

当电子离原子核很远并且它们之间的排斥力不会不利于电子增益时，就会发生相反的情况。

例如，一组下降会“打开”新的能级，从而增加原子核与外部电子之间的距离。因此，随着组的上移，电子亲和力增加。

电子结构变化

所有轨道都有其能级，因此，如果新电子将占据一个更高能量的轨道，那么原子将需要吸收能量才能使之成为可能。

此外，电子占据轨道的方式可能会或可能不会促进电子增益，从而区分原子之间的差异。

例如，如果所有电子在p轨道上不成对，则新电子的包含将导致形成一对，这对其他电子产生排斥力。

对于氮原子，电子亲和力（8kJ / mol）比对碳原子（-122kJ / mol）低。

例子

例子1

氧气的第一和第二电子亲和力为：

O（克）+ E ^- => 0 ^-（G）+（141kJ / mol）的

ø ^-（G）+ E ^- +（780kJ /摩尔）=> 0 ^{2- （}克）

O的电子构型为1s ² 2s ² 2p ⁴。已经有一对电子，它们无法克服原子核的吸引力。因此，电子增益稳定的O后释放能量^-形成离子。

但是，尽管O ^2–具有与稀有气体氖相同的构型，但其电子排斥力超过了原子核的吸引力，并且需要能量供应以允许电子进入。

例子2

如果比较第17组元素的电子亲和力，将获得以下信息：

F（G）+ E ^- = F ^-（G）+（328千焦/摩尔）

CL（克）+ E ^- =氯^-（G）+（349千焦/摩尔）

BR（克）+ E ^- = Br的^-（G）+（325千焦/摩尔）

I（G）+ E ^- = I ^-（G）+（295千焦/摩尔）

从上到下-降序-原子半径增加，以及原子核与外部电子之间的距离增加。这导致电子亲和力增加；但是，应该具有最高价值的氟被氯所取代。

为什么？这种异常现象证明了电子斥力对吸引力和低屏蔽性的影响。

因为它是一个非常小的原子，所以氟将其所有电子“凝聚”成很小的体积，从而对入射的电子产生更大的排斥力，这与其氟的同类物（Cl，Br和I）不同。

参考文献

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