- ความสนใจทางอิเล็กทรอนิกส์ครั้งแรกและครั้งที่สอง
- เป็นครั้งแรก
- ที่สอง
- ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนแตกต่างกันอย่างไรในตารางธาตุ
- การเปลี่ยนแปลงตามแกนและเอฟเฟกต์การป้องกัน
- การเปลี่ยนแปลงโดยการกำหนดค่าอิเล็กตรอน
- ตัวอย่าง
- ตัวอย่าง 1
- ตัวอย่าง 2
- อ้างอิง
ความสัมพันธ์อิเล็กทรอนิกส์หรือไฟฟ้าความสัมพันธ์เป็นตัวชี้วัดการเปลี่ยนแปลงพลังของอะตอมในสถานะก๊าซเมื่อมันประกอบด้วยอิเล็กตรอนไปยังเปลือกจุของมัน เมื่ออะตอม A ได้รับอิเล็กตรอนมาแล้วไอออนที่เกิดจาก A -อาจมีความเสถียรมากกว่าสถานะพื้นหรือไม่ก็ได้ ดังนั้นปฏิกิริยานี้สามารถดูดความร้อนหรือคายความร้อนได้
ตามแบบแผนเมื่อได้รับอิเล็กตรอนคือการดูดความร้อนเครื่องหมายบวก "+" จะถูกกำหนดให้กับค่าความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน ในทางกลับกันถ้ามันคายความร้อนนั่นคือมันจะปล่อยพลังงาน - ค่านี้จะได้รับเครื่องหมายลบ "-" ค่าเหล่านี้แสดงในหน่วยใด ในหน่วย kJ / mol หรือใน eV / อะตอม
ถ้าองค์ประกอบอยู่ในเฟสของเหลวหรือของแข็งอะตอมของมันจะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน สิ่งนี้จะทำให้พลังงานที่ดูดซึมหรือปล่อยออกมาเนื่องจากการได้รับทางอิเล็กทรอนิกส์ถูกกระจายออกไปในบรรดาสิ่งเหล่านี้ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่น่าเชื่อถือ
ในทางตรงกันข้ามในเฟสของก๊าซจะถือว่าแยกได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือพวกเขาไม่โต้ตอบกับสิ่งใดเลย ดังนั้นอะตอมที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยานี้คือ: A (g) และ A - (g) ในที่นี้ (g) แสดงว่าอะตอมอยู่ในเฟสก๊าซ
ความสนใจทางอิเล็กทรอนิกส์ครั้งแรกและครั้งที่สอง
เป็นครั้งแรก
ปฏิกิริยาการเพิ่มทางอิเล็กทรอนิกส์สามารถแสดงเป็น:
A (g) + e - => A - (g) + E หรือเป็น A (g) + e - + E => A - (g)
ในสมการแรก E (พลังงาน) พบเป็นผลคูณทางด้านซ้ายของลูกศร และในสมการที่สองพลังงานจะถูกนับเป็นปฏิกิริยาโดยตั้งอยู่ทางด้านขวา นั่นคือครั้งแรกสอดคล้องกับอัตราขยายทางอิเล็กทรอนิกส์แบบคายความร้อนและอย่างที่สองเป็นอัตราขยายทางอิเล็กทรอนิกส์
อย่างไรก็ตามในทั้งสองกรณีนี้เป็นเพียงอิเล็กตรอนตัวเดียวที่ถูกเพิ่มเข้าไปในเปลือกวาเลนซ์ของอะตอม A
ที่สอง
นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าเมื่อไอออนลบ- จะเกิดขึ้นก็จะดูดซับอิเล็กตรอนอื่น:
ก- (ก) + จ- => ก2– (ก)
อย่างไรก็ตามค่าสำหรับความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่สองเป็นบวกตั้งแต่ repulsions ไฟฟ้าสถิตระหว่างเชิงลบไอออน-และอีอิเล็กตรอนเข้ามา-จะต้องเอาชนะ
อะไรเป็นตัวกำหนดว่าอะตอมของก๊าซจะ "รับ" อิเล็กตรอนได้ดีกว่า คำตอบโดยพื้นฐานแล้วพบได้ในนิวเคลียสในผลการป้องกันของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ด้านในและในเปลือกวาเลนซ์
ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนแตกต่างกันอย่างไรในตารางธาตุ
ในภาพด้านบนลูกศรสีแดงจะบ่งบอกทิศทางที่ความสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบเพิ่มขึ้น จากสิ่งนี้ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติตามคาบโดยมีความไม่ชอบมาพากลซึ่งมีข้อยกเว้นมากมาย
ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจากน้อยไปมากผ่านกลุ่มและยังเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาตามตารางธาตุโดยเฉพาะรอบ ๆ อะตอมของฟลูออรีน คุณสมบัตินี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับรัศมีอะตอมและระดับพลังงานของออร์บิทัล
การเปลี่ยนแปลงตามแกนและเอฟเฟกต์การป้องกัน
นิวเคลียสมีโปรตอนซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกซึ่งมีพลังดึงดูดอิเล็กตรอนในอะตอม ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ใกล้นิวเคลียสมากเท่าไหร่ก็ยิ่งรู้สึกถึงแรงดึงดูดมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเมื่อระยะห่างจากนิวเคลียสถึงอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นแรงดึงดูดก็จะยิ่งลดลง
นอกจากนี้อิเล็กตรอนในเปลือกชั้นในยังช่วย "ป้องกัน" ผลกระทบของนิวเคลียสที่มีต่ออิเล็กตรอนในเปลือกนอกสุดนั่นคือเวเลนซ์อิเล็กตรอน
นี่เป็นเพราะแรงผลักทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประจุลบ อย่างไรก็ตามผลกระทบนี้ถูกต่อต้านโดยการเพิ่มเลขอะตอม Z
ข้างต้นเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร อะตอมที่เป็นก๊าซ A จะมีแนวโน้มที่จะได้รับอิเล็กตรอนมากขึ้นและสร้างไอออนลบที่เสถียรเมื่อผลของการป้องกันมากกว่าแรงขับไล่ระหว่างอิเล็กตรอนที่เข้ามาและของเปลือกวาเลนซ์
สิ่งที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากและแรงผลักระหว่างพวกมันจะไม่ทำให้เสียประโยชน์ทางอิเล็กทรอนิกส์
ตัวอย่างเช่นการลงมาในกลุ่ม "เปิด" ระดับพลังงานใหม่ซึ่งจะเพิ่มระยะห่างระหว่างนิวเคลียสและอิเล็กตรอนภายนอก ด้วยเหตุนี้เมื่อคุณย้ายกลุ่มขึ้นไปความสนใจทางอิเล็กทรอนิกส์ก็เพิ่มขึ้น
การเปลี่ยนแปลงโดยการกำหนดค่าอิเล็กตรอน
ออร์บิทัลทั้งหมดมีระดับพลังงานดังนั้นหากอิเล็กตรอนใหม่จะครอบครองออร์บิทัลที่มีพลังงานสูงกว่าอะตอมจะต้องดูดซับพลังงานเพื่อให้เป็นไปได้
นอกจากนี้วิธีที่อิเล็กตรอนครอบครองวงโคจรอาจหรือไม่สนับสนุนการได้รับทางอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นจึงแยกแยะความแตกต่างระหว่างอะตอม
ตัวอย่างเช่นถ้าอิเล็กตรอนทั้งหมดไม่มีการจับคู่ใน p ออร์บิทัลการรวมอิเล็กตรอนใหม่จะทำให้เกิดการสร้างคู่ที่จับคู่ซึ่งออกแรงผลักดันอิเล็กตรอนอีกตัว
นี่เป็นกรณีของอะตอมไนโตรเจนซึ่งมีความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน (8kJ / mol) ต่ำกว่าอะตอมของคาร์บอน (-122kJ / mol)
ตัวอย่าง
ตัวอย่าง 1
ความสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ครั้งแรกและครั้งที่สองสำหรับออกซิเจน ได้แก่ :
O (g) + e - => O - (g) + (141kJ / โมล)
O - (g) + e - + (780kJ / mol) => O 2– (ก.)
การกำหนดค่าสำหรับอิเล็กตรอน O เป็น 1s 2 2s 2 2p 4 มีอิเล็กตรอนคู่หนึ่งอยู่แล้วซึ่งไม่สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของนิวเคลียสได้ ดังนั้นเกนอิเล็กทรอนิกส์จะปล่อยพลังงานออกมาหลังจากที่เกิดไอออนโอ-ไอออนที่เสถียรแล้ว
อย่างไรก็ตามแม้ว่า O 2–จะมีรูปแบบเดียวกันกับนีออนของก๊าซมีตระกูล แต่การขับไล่แบบอิเล็กทรอนิกส์ของมันมีมากกว่าแรงดึงดูดของนิวเคลียสและการจัดหาพลังงานเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้อิเล็กตรอนเข้ามาได้
ตัวอย่าง 2
หากเปรียบเทียบความสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบของกลุ่ม 17 จะได้รับสิ่งต่อไปนี้:
F (g) + e - = F - (g) + (328 กิโลจูล / โมล)
Cl (g) + e - = Cl - (g) + (349 กิโลจูล / โมล)
Br (g) + e - = Br - (g) + (325 กิโลจูล / โมล)
ผม (g) + e - = I - (g) + (295 kJ / mol)
จากบนลงล่าง - จากมากไปหาน้อยในกลุ่ม - รัศมีอะตอมเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับระยะห่างระหว่างนิวเคลียสและอิเล็กตรอนภายนอก สิ่งนี้ทำให้เกิดความสนใจทางอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามฟลูออรีนซึ่งควรมีค่าสูงสุดมีจำนวนมากกว่าคลอรีน
ทำไม? ความผิดปกตินี้แสดงให้เห็นถึงผลของแรงผลักทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีต่อแรงดึงดูดและการป้องกันต่ำ
เนื่องจากเป็นอะตอมที่มีขนาดเล็กมากฟลูออรีนจึง "ควบแน่น" อิเล็กตรอนทั้งหมดของมันในปริมาตรที่น้อยทำให้เกิดการขับไล่อิเล็กตรอนที่เข้ามามากกว่าตัวกำเนิดที่มีขนาดใหญ่กว่า (Cl, Br และ I)
อ้างอิง
- เคมี LibreTexts ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2561 จาก: chem.libretexts.org
- จิมคลาร์ก (2012) ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2018 จาก: chemguide.co.uk
- คาร์ลอาร์นาฟ ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนขององค์ประกอบกลุ่มหลัก สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2561 จาก: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ศ. เอ็นเดอเลออน ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2561 จาก: iun.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 พฤษภาคม 2559). นิยามความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน สืบค้นเมื่อ 4 มิถุนายน 2561 จาก: thoughtco.com
- Cdang (3 ตุลาคม 2554). ตารางธาตุความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน . สืบค้นเมื่อวันที่ 4 มิถุนายน 2018 จาก: commons.wikimedia.org
- Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE Learning, p 227-229
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์สี่., หน้า 29). Mc Graw Hill