电子亲和能

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  电子亲和能又称电子亲和势,是电子之间亲和作用的能量。电子亲和能是基态的气态原子得到电子变为气态阴离子所放出的能量。单位为kJ/mol(SI单位为J/mol)。

  元素的一个基态的气态原子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量称为该元素的第一电子亲和能,用E

  表示。从-1价的气态阴离子再得到1个电子,成为-2价的气态阴离子所放出的能量称为第二电子亲和能E

  电子亲和能的大小取决于原子的有效核电荷、原子半径和原子电子构型。有效核电荷越大,原子半径越小,核对电子吸引力大,结合电子后释放的能量多,电子亲和能越大。原子的外层电子构型处于半满、全满状态,系统比较稳定,结合电子相对困难,有时非但不释放能量,反而吸收能量,电子亲和能甚至为负值。当负一价离子再获得电子时要克服负电荷之间的排斥力,因此要吸收能量,以此类推可知E

  元素的电子亲和能反映了元素的原子得到电子的难易程度。元素原子的第一电子亲和能的代数值愈大,该元素的一个基态的气态原子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量越多,元素原子得到电子的倾向愈大,元素的非金属性也愈强。

  一般来说,电子亲和能的代数值随原子半径的增大而减小,即在同一族中由上向下减小,而在同一周期中由左到右增大。但应该注意的是,VIA和VIIA电子亲和能绝对值最大的并不是每族的第一种元素,而是第二种元素。这一反常现象可以解释为:第二周期的氧和氟的原子半径较小,电子密度大,电子间的排斥力强,以致当原子结合1个电子形成负离子时,放出的能量较小,而第二种元素硫和氯的半径较大,且同一层中有空的d轨道可容纳电子,电子的排斥力小,因此形成负离子时放出的能量最大。

  电子亲合能的定义也可以延伸到分子。如苯和萘的电子亲合能为负值,而蒽 、菲、芘的电子亲合能为正值。电脑模拟实验证实 hexacyanobenzene C