Elektroniaffiniteetti

Elektroniaffiniteetti on reaktioentalpia, joka vapautuu kun kaasumaisessa olomuodossa olevaan neutraaliin atomiin kiinnittyy elektroni muodostaen anionin. Elektroniaffiniteetti, $E_{\text{ea}}$, on eristetyn atomin ominaisuus.

Ensimmäinen elektroniaffiniteetti

Elektronin kiinnittyessä neutraaliin atomiin, on sen ensimmäisen elektroniaffiniteetin arvo:

(1)$\qquad$${\ce {X(g) + e^- -> X^{-}(g)}}$ $\qquad E_{\text{ea}}=\Delta _{\text{r}}H$

Elektroniaffiniteetti on negatiivinen, koska reaktio on eksoterminen: tällöin yksi mooli atomeja saa reaktiossa elektroneja muodostaen yksi mooli anioneja ja samalla vapautuu energiaa. Esimerkiksi Cl-atomin $E_{\text{ea}}=-349{\text{ kJ mol}}^{-1}$. Suuri negatiivinen arvo aiheutuu siitä, että Cl-atomi saa reaktiossa (1) jalokaasurakenteen. Toisaalta elektronin kiinnittyessä maa-metalliatomiin, on kyseessä endoterminen reaktio. Esimerkiksi Ba-atomin $E_{\text{ea}}=+14{\text{ kJ mol}}^{-1}$. Positiivinen arvo aiheutuu siitä, että Ba-atomin uloin elektronikuori on täynnä, ja atomiin kiinnittyvä elektroni joutuu menemään uudelle elektronikuorelle. Metalliatomilla on helpompaa luovuttaa elektroni muodostaen kationi kuin vastaan ottaa elektroni.

Toinen elektroniaffiniteetti

Jaksollisen järjestelmän VIB-pääryhmän O- ja S-atomit voivat vastaanottaa kaksi elektronia. Tällöin toisen elektronin elektroniaffiniteetin arvo vastaa reaktiota, jossa yhdestä moolista anioneja muodostuu yksi mooli dianioneita:

(2)$\qquad$${\ce {X^-(g) + e^- -> X^{-2}(g)}}$

Elektroniaffiniteetti on positiivinen, koska reaktio on endoterminen. Esimerkkinä ovat O-atomin 1. ja 2. elektroniaffiniteetit:

(3)$\qquad$${\ce {O(g) + e^- -> O^{-}(g)}}$ $\qquad 1.E_{\text{ea}}=\Delta _{\text{r}}H=-141{\text{ kJ mol}}^{-1}$

(4)$\qquad$${\ce {O^{-}(g) + e^- -> O^{-2}(g)}}$$\qquad 2.E_{\text{ea}}=\Delta _{\text{r}}H=+844{\text{ kJ mol}}^{-1}$

Alkuaineiden elektroniaffiniteetit

Jaksollisessa järjestelmästä on yleisesti todettavissa elektroniaffiniteettin suurenevan pääryhmien myötä oikealle siirryttäessä tai siirryttäessä jaksoissa ylöspäin. Taulokossa on merkittynä ensimmäinen elektroniaffiniteetti arvo yksikössä ${\text{kJ mol}}^{-1}$.

ryhmä

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

jakso

1

H -73

He (50)

2

Li -60

Be (50)

B -27

C -122

N 7

O -141

F -328

Ne (120)

3

Na -53

Mg (40)

Al -42

Si -134

P -72

S -200

Cl -349

Ar (96)

4

K -48

Ca -2

Sc -18

Ti -7

V -51

Cr -65

Mn (50)

Fe -15

Co -64

Ni -112

Cu -119

Zn (60)

Ga -29

Ge -119

As -78

Se -195

Br -325

Kr (96)

5

Rb -47

Sr -5

Y -30

Zr -42

Nb -89

Mo -72

Tc (-53)

Ru (-101)

Rh -110

Pd -54

Ag -126

Cd (70)

In -37

Sn -107

Sb -101

Te -190

I -295

Xe (80)

6

Cs -46

Ba -14

La -54

Hf -17

Ta -31

W -79

Re -6

Os -104

Ir -151

Pt -205

Au -223

Hg (50)

Tl -31

Pb -34

Bi -91

Po (-136)

At -233

Rn (70)

7

Fr (-47)

Ra (-10)

Ac -34

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg (-151)

Cn (0)

Nh (-67)

Fl (0)

Mc (-35)

Lv (-75)

Ts (-166)

Og (-8)