電子親和力がその原子価殻に電子を組み込む場合、または電気親和性は、気相中の原子のエネルギー変化の尺度です。電子は原子Aによって取得された後、得られたアニオンAは-またはその基底状態よりも安定であってもなくてもよいです。したがって、この反応は吸熱または発熱の可能性があります。
慣例により、電子利得が吸熱性である場合、電子親和力値に正の符号「+」が割り当てられます。一方、発熱の場合、つまりエネルギーを放出する場合、この値には負の符号「-」が付けられます。これらの値はどの単位で表されますか？kJ / mol、またはeV /原子。
元素が液相または固相である場合、その原子は互いに相互作用します。これにより、電子ゲインにより吸収または放出されたエネルギーがこれらすべてに分散され、信頼できない結果が生じます。
対照的に、気相では、それらは分離されていると見なされます。つまり、何も操作しません。したがって、この反応に関与する原子である：A（g）およびA -（G）。ここで（g）は、原子が気相にあることを示します。
1番目と2番目の電子親和性
最初
電子ゲイン反応は次のように表すことができます。
（G）+ E - => A -（G）+ Eとして、またはA（G）+ E - + E => A -（G）
最初の方程式では、E（エネルギー）は矢印の左側の積として求められます。そして、2番目の方程式では、エネルギーは右側にあるため、無効としてカウントされます。つまり、1つ目は発熱電子ゲインに対応し、2つ目は吸熱電子ゲインに対応します。
ただし、どちらの場合も、原子Aの価電子殻に追加されるのは1つの電子だけです。
二番目
マイナスイオンA- が形成されると、別の電子を吸収する可能性もあります。
-（G）+ E - => A 2- （G）
しかし、第二電子親和力の値はマイナスイオンAとの間の静電反発するので、陽性である-着信電子e -克服しなければなりません。
ガス状の原子が電子をよりよく「受け取る」ことを決定するものは何ですか？答えは本質的に、核、内部電子殻の遮蔽効果、および価電子殻にあります。
周期表での電子親和力の変化
上の画像の赤い矢印は、元素の電子親和力が増加する方向を示しています。このことから、電子親和力は、多くの例外があるという特異点を除いて、周期特性の1つとして理解できます。
電子親和力は、グループを介して上昇し、周期表に沿って左から右へ、特にフッ素原子の周りで増加します。この特性は、原子半径とその軌道のエネルギーレベルに密接に関連しています。
コアとシールド効果による変動
原子核には陽子があり、陽子は原子内の電子に引力を及ぼす正に帯電した粒子です。電子が核に近づくほど、それらが感じる引力は大きくなります。したがって、核から電子までの距離が増加するにつれて、引力は低くなります。
さらに、内殻の電子は、最外殻の電子である価電子に対する核の影響を「シールド」するのに役立ちます。
これは、負電荷間の電子反発自体によるものです。ただし、この効果は原子番号Zを増やすことで打ち消されます。
上記は電子親和性とどのように関連していますか？気体原子Aは、シールド効果が入射電子と価電子殻の反発力よりも大きい場合に、電子を獲得し、安定した負イオンを形成する傾向が高くなります。
電子が原子核から非常に遠く、それらの間の反発力が電子利得に不利にならない場合は、反対のことが起こります。
たとえば、グループを下降すると、新しいエネルギーレベルが「開き」、核と外部電子の間の距離が広がります。このため、グループを上に移動すると、電子的アフィニティが増加します。
電子配置による変動
すべての軌道にはエネルギーレベルがあるため、新しい電子がより高いエネルギーの軌道を占める場合、原子はこれを可能にするためにエネルギーを吸収する必要があります。
さらに、電子が軌道を占有する方法は、電子利得を優先する場合とそうでない場合があり、原子間の違いを区別します。
たとえば、すべての電子がp軌道で対にならない場合、新しい電子が含まれると対になったペアが形成され、他の電子に反発力が働きます。
これは、電子親和力（8kJ / mol）が炭素原子（-122kJ / mol）よりも低い窒素原子の場合です。
例
例1
酸素に対する1番目と2番目の電子親和力は次のとおりです。
O（G）+ E - => O -（G）+（141kJ /モル）
O -（G）+ E - +（780kJ /モル）=> O 2 - （G）
Oの電子配置は1s 2 2s 2 2p 4です。核の引力に打ち勝つことができない対になった電子がすでに存在しています。従って、安定したO後の電子利得を放出エネルギー-イオンが形成されています。
ただし、O 2–は希ガスネオンと同じ構成ですが、その電子反発力は原子核の引力を超えており、電子が入るのにエネルギー供給が必要です。
例2
グループ17の元素の電子親和力を比較すると、次のようになります。
F（G）+ E - = F -（G）+（328キロジュール/モル）
CL（G）+ E -はCl -（G）+（349キロジュール/モル）
BR（G）+ E - = BR -（G）+（325キロジュール/モル）
I（G）+ E - = I -（G）+（295キロジュール/モル）
上から下へ-グループ内を下る-原子半径、および核と外部電子の間の距離が増加します。これにより、電子親和性が向上します。ただし、最も高い値を持つはずのフッ素は、塩素より数が多い。
どうして？この異常は、引力と低いシールドに対する電子反発の影響を示しています。
フッ素は非常に小さな原子であるため、フッ素はすべての電子を小さな体積に「凝縮」し、大量の同族体（Cl、Br、I）よりも入射電子に大きな反発力を引き起こします。
参考文献
- 化学LibreTexts。電子親和力。2018年6月4日、chem.libretexts.orgから取得
- ジム・クラーク。（2012）。電子親和力。2018年6月4日、chemguide.co.ukから取得
- カールR.ネイブ。主族元素の電子親和力。2018年6月4日、hyperphysics.phy-astr.gsu.eduから取得
- N. De Leon教授 電子親和力。2018年6月4日、iun.eduから取得
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。（2016年5月27日）。電子親和力の定義。2018年6月4日に、次の場所から取得しました：thoughtco.com
- Cdang。（2011年10月3日）。電子親和性周期表。。2018年6月4日、commons.wikimedia.orgから取得
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。化学。（第8版）。CENGAGE Learning、p 227-229。
- 震えとアトキンス。（2008）。無機化学。（第4版、P。29）。Mc Graw Hill。