זיקה אלקטרונים: וריאציה טבלת מחזור ודוגמאות - כִּימִיָה - 2025

הזיקה האלקטרונית או-זיקת אלקטרו היא מדד של הווריאציה האנרגטית של אטום במצב גזים כשזה משלב אלקטרון כדי פגז הערכיות שלה. לאחר האלקטרון כבר נרכש על ידי אטום, א אניון וכתוצאה ^- עשוי או לא עשוי להיות יציב יותר מצב היסוד שלה. לכן, תגובה זו יכולה להיות אנדותרמית או אקסותרמית.

על פי המוסכמה, כאשר הרווח האלקטרוני הוא אנדותרמי, סימן חיובי "+" מוקצה לערך הזיקה האלקטרונית; מצד שני, אם הוא אקזוטרמי - כלומר, הוא משחרר אנרגיה - לערך זה ניתן סימן שלילי "-". באילו יחידות מתבטאים ערכים אלה? ב- kJ / mol, או ב- eV / atom.

אם היסוד היה בשלב נוזלי או מוצק, האטומים שלו היו מתקשרים זה בזה. זה יגרום לפיזור האנרגיה שנספג או משתחרר, בגלל הרווח האלקטרוני, בין כל אלה, ותביא לתוצאות לא אמינות.

לעומת זאת, בשלב הגז מניחים שהם מבודדים; במילים אחרות, הם לא מתקשרים עם שום דבר. אז האטומים המעורבים בתגובה זו הם: A (g) ו- A ^- (g). כאן (ז) מציין שהאטום נמצא בשלב הגז.

קשרים אלקטרוניים ראשונים ושניים

ראשון

ניתן לייצג את תגובת הרווח האלקטרוני כ:

A (g) + e ^- => A ^- (g) + E, או בתור A (g) + e ^- + E => A ^- (g)

במשוואה הראשונה E (אנרגיה) נמצא כמוצר בצד שמאל של החץ; ובמשוואה השנייה האנרגיה נספרת כתגובה, ונמצאת בצד ימין. כלומר, הראשון תואם רווח אלקטרוני אקזוותרמי והשני לרווח אלקטרוני אנדותרמי.

עם זאת, בשני המקרים מדובר רק באלקטרון אחד שמתווסף למעטפת הערכיות של אטום A.

שְׁנִיָה

יתכן גם שברגע ^שנוצר היון השלילי A ^{- הוא} סופג אלקטרון אחר:

A ^- (g) + e ^- => A ^2– (g)

עם זאת, את הערכים עבור הזיקה האלקטרונית השנייה הם חיוביים, מאז repulsions אלקטרוסטטית בין היון השלילי ^- ואת דואר האלקטרון הנכנס ^- יש להתגבר .

מה קובע כי אטום גזי טוב יותר "מקבל" אלקטרון? התשובה נמצאת בעיקרו בגרעין, באפקט המסוכך של הפגזים האלקטרוניים הפנימיים ובקליפת הערכיות.

כיצד משתנה זיקה אלקטרונית בטבלה המחזורית

בתמונה העליונה החצים האדומים מציינים את הכיוונים שבהם גדל הזיקה האלקטרונית של האלמנטים. מכאן, ניתן להבין את זיקת האלקטרונים כעוד אחת מהתכונות התקופתיות, תוך ייחוד שיש לה חריגים רבים.

זיקה אלקטרונית עולה דרך הקבוצות וגם עולה משמאל לימין לאורך הטבלה המחזורית, במיוחד סביב אטום הפלואור. מאפיין זה קשור קשר הדוק לרדיוס האטומי ולרמות האנרגיה של האורביטלים שלו.

וריאציה לפי ליבה ואפקט מיגון

לגרעין פרוטונים שהם חלקיקים טעונים באופן חיובי המפעילים כוח אטרקטיבי על האלקטרונים באטום. ככל שהאלקטרונים קרובים יותר לגרעין, כך המשיכה הם חשים. לפיכך, ככל שהמרחק מהגרעין לאלקטרונים גדל, כך הכוחות האטרקטיביים נמוכים יותר.

יתרה מזאת, האלקטרונים במעטפת הפנימית עוזרים "לסוכך" על השפעת הגרעין על האלקטרונים בקליפות החיצוניות: אלקטרונים הערכיים.

זה נובע מההדחות האלקטרוניות עצמן בין ההאשמות השליליות שלהן. עם זאת, השפעה זו מנוגדת על ידי הגדלת המספר האטומי Z.

כיצד האמור לעיל קשור לזיקה אלקטרונית? כי לאטום גזי A תהיה נטייה גדולה יותר להשיג אלקטרונים ויוצרים יוני שלילי יציב כאשר אפקט הסיכוך גדול יותר מהדחות בין האלקטרון הנכנס לאלה של קליפת הערך.

ההפך מתרחש כאשר האלקטרונים רחוקים מאוד מהגרעין והדחות שביניהם אינן מעודדות את הרווח האלקטרוני.

לדוגמא, ירידה בקבוצה "פותחת" רמות אנרגיה חדשות, המגדילות את המרחק בין הגרעין לאלקטרונים חיצוניים. מסיבה זו, ככל שאתה עולה בקבוצות, הזיקה האלקטרונית עולה.

וריאציה לפי תצורת אלקטרונים

לכל האורביטלים יש את רמות האנרגיה שלהם, כך שאם האלקטרון החדש יתפוס מסלול אנרגיה גבוה יותר, האטום יצטרך לספוג אנרגיה כדי שזה יתאפשר.

יתרה מזאת, האופן בו האלקטרונים תופסים את המסללים עשויים או לא עשויים להעדיף רווח אלקטרוני ובכך מבדילים את ההבדלים בין האטומים.

לדוגמה, אם כל האלקטרונים אינם מותאמים בתוך האורביטלים p, הכללת אלקטרון חדש תביא להיווצרות של זוג מזווג, המפעיל כוחות דוחים על האלקטרונים האחרים.

זה המקרה לאטום החנקן, שזיקהו האלקטרונית (8kJ / mol) נמוכה יותר מאשר אטום הפחמן (-122kJ / mol).

דוגמאות

דוגמא 1

הזיקה האלקטרונית הראשונה והשנייה לחמצן היא:

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

O ^- (g) + e ^- + (780kJ / mol) => O ^2– (g)

תצורת האלקטרונים עבור O היא 1s ² 2s ² 2p ⁴ . יש כבר זוג אלקטרונים מזווג, שלא יכול להתגבר על הכוח האטרקטיבי של הגרעין; לפיכך, הרווח האלקטרוני משחרר אנרגיה לאחר O היציבה ^- היון נוצר .

עם זאת, למרות ^של- O ^2- יש אותה תצורה כמו ניאון הגז האצילי, הדחותיו האלקטרוניות חורגות מהכוח האטרקטיבי של הגרעין, ויש צורך באספקת אנרגיה כדי לאפשר לאלקטרון להיכנס.

דוגמא 2

אם משווים בין הזיקה האלקטרונית של האלמנטים מקבוצה 17, יתקבלו הדברים הבאים:

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

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

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

I (g) + e ^- = I ^- (g) + (295 kJ / mol)

מלמעלה למטה - בירידה בקבוצה - גדלים הרדיוסים האטומיים, כמו גם המרחק בין הגרעין לאלקטרונים החיצוניים. זה גורם לעלייה בזיקה האלקטרונית; עם זאת, פלואור, שאמור להיות בעל הערך הגבוה ביותר, אינו עולה על הכלור.

למה? אנומליה זו ממחישה את השפעתן של הדחות אלקטרוניות על הכוח האטרקטיבי והמיגון הנמוך.

מכיוון שמדובר באטום קטן מאוד, פלואור "מעבה" את כל האלקטרונים שלו לנפח קטן, וגורם דחייה גדולה יותר של האלקטרון הנכנס, בניגוד למתווכים הנפוצים יותר שלו (Cl, Br ו- I).

הפניות

1. כימיה LibreTexts. משיכת אלקטרון. הוחזר ב -4 ביוני 2018 מ: chem.libretexts.org
2. ג'ים קלארק. (2012). משיכת אלקטרון. הוחזר ב -4 ביוני 2018 מ: chemguide.co.uk
3. קרל ר. נווה. שייכות אלקטרונים ממרכיבי הקבוצה הראשית. הוחזר ב -4 ביוני 2018 מ: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. פרופ 'נ' דה ליאון. משיכת אלקטרון. הוחזר ב -4 ביוני 2018 מ: iun.edu
5. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (27 במאי 2016). הגדרת זיקה אלקטרונית. הוחזר ב -4 ביוני 2018 מ: thoughtco.com
6. Cdang. (3 באוקטובר 2011). טבלה תקופתית עם זיקה אלקטרונים. . הוחזר ב- 04 ביוני 2018 מ: commons.wikimedia.org
7. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE, עמ '227-229.
8. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (מהדורה רביעית. עמ '29). מק גריי היל.