PERKAITAN ELEKTRON: VARIASI DAN CONTOH JADUAL BERKALA - KIMIA - 2025

The pertalian elektronik atau elektro-pertalian adalah ukuran perubahan bertenaga atom dalam fasa gas apabila ia menggabungkan elektron untuk shell valensinya. Setelah elektron diperoleh oleh atom A, anion A yang dihasilkan ^- mungkin atau mungkin tidak lebih stabil daripada keadaan tanahnya. Oleh itu, tindak balas ini boleh menjadi endotermik atau eksotermik.

Secara konvensional, apabila penambahan elektron adalah endotermik, tanda positif "+" diberikan kepada nilai pertalian elektron; Sebaliknya, jika itu adalah eksotermik - iaitu, ia akan melepaskan tenaga - nilai ini diberi tanda negatif "-". Dalam unit apa nilai-nilai ini dinyatakan? Dalam kJ / mol, atau dalam eV / atom.

Sekiranya unsur tersebut berada dalam fasa cecair atau pepejal, atomnya akan saling berinteraksi. Ini akan menyebabkan tenaga yang diserap atau dibebaskan, kerana keuntungan elektronik, tersebar di antara semua ini, menghasilkan hasil yang tidak dapat dipercayai.

Sebaliknya, dalam fasa gas mereka dianggap terasing; dengan kata lain, mereka tidak berinteraksi dengan apa-apa. Jadi, atom yang terlibat dalam tindak balas ini adalah: A (g) dan A ^- (g). Di sini (g) menunjukkan bahawa atom berada dalam fasa gas.

Pertalian elektronik pertama dan kedua

Pertama

Reaksi keuntungan elektronik dapat ditunjukkan sebagai:

A (g) + e ^- => A ^- (g) + E, atau sebagai A (g) + e ^- + E => A ^- (g)

Pada persamaan pertama, E (tenaga) dijumpai sebagai produk di sebelah kiri anak panah; dan dalam persamaan kedua tenaga dikira sebagai reaktif, berada di sebelah kanan. Maksudnya, yang pertama sesuai dengan keuntungan elektronik eksotermik dan yang kedua dengan keuntungan elektronik endotermik.

Walau bagaimanapun, dalam kedua-dua kes itu hanya satu elektron yang ditambahkan pada shell valensi atom A.

Kedua

Ada kemungkinan bahawa, apabila ion negatif A ^{- terbentuk} , ia menyerap elektron lain:

A ^- (g) + e ^- => A ^2– (g)

Walau bagaimanapun, nilai untuk pertalian elektron kedua adalah positif, kerana tolakan elektrostatik antara ion negatif A ^- dan elektron masuk ^- mesti diatasi .

Apa yang menentukan bahawa atom gas lebih baik "menerima" elektron? Jawapannya pada asasnya dijumpai di inti, dalam kesan pelindung dari cengkerang elektronik dalaman dan di cangkang valensi.

Bagaimana pertalian elektron berbeza dalam jadual berkala

Pada gambar atas, anak panah merah menunjukkan arah di mana pertalian elektronik unsur meningkat. Dari ini, pertalian elektron dapat difahami sebagai satu lagi sifat berkala, dengan keanehan bahawa ia mempunyai banyak pengecualian.

Perkaitan elektron meningkat melalui kumpulan dan juga meningkat dari kiri ke kanan di sepanjang jadual berkala, terutamanya di sekitar atom fluorin. Sifat ini berkait rapat dengan jejari atom dan tahap tenaga orbitalnya.

Variasi mengikut kesan teras dan pelindung

Inti mempunyai proton, yang merupakan zarah bermuatan positif yang memberikan daya tarikan pada elektron dalam atom. Semakin dekat elektron ke nukleus, semakin besar daya tarikan yang mereka rasakan. Oleh itu, apabila jarak dari nukleus ke elektron meningkat, semakin rendah daya tarikan.

Selanjutnya, elektron dalam cengkerang dalam membantu "melindungi" kesan nukleus pada elektron di cengkerang terluar: elektron valens.

Ini disebabkan oleh tolakan elektronik antara cas negatif mereka. Walau bagaimanapun, kesan ini dilawan dengan menambahkan nombor atom Z.

Bagaimanakah perkara di atas berkaitan dengan pertalian elektronik? Bahawa atom gas A mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk mendapatkan elektron dan membentuk ion negatif yang stabil apabila kesan pelindung lebih besar daripada tolakan antara elektron masuk dan elektron cangkang.

Sebaliknya berlaku apabila elektron sangat jauh dari nukleus dan tolakan di antara mereka tidak menguntungkan keuntungan elektronik.

Sebagai contoh, turun ke dalam kumpulan "membuka" tahap tenaga baru, yang meningkatkan jarak antara inti dan elektron luaran. Atas sebab inilah apabila anda menaikkan kumpulan, pertalian elektronik meningkat.

Variasi mengikut konfigurasi elektron

Semua orbital mempunyai tahap tenaga mereka, jadi jika elektron baru akan menduduki orbit bertenaga lebih tinggi, atom perlu menyerap tenaga agar ini mungkin.

Selanjutnya, cara elektron menduduki orbit mungkin atau tidak menyebelahi keuntungan elektronik, sehingga membezakan perbezaan antara atom.

Sebagai contoh, jika semua elektron tidak berpasangan dalam orbital p, kemasukan elektron baru akan menyebabkan pembentukan pasangan berpasangan, yang memberikan daya tolakan pada elektron lain.

Ini berlaku untuk atom nitrogen, yang pertalian elektronnya (8kJ / mol) lebih rendah daripada atom karbon (-122kJ / mol).

Contoh

Contoh 1

Perkaitan elektronik pertama dan kedua untuk oksigen adalah:

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

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

Konfigurasi elektron untuk O ialah 1s ² 2s ² 2p ⁴ . Sudah ada sepasang elektron berpasangan, yang tidak dapat mengatasi daya tarikan inti yang menarik; Oleh itu, keuntungan elektronik membebaskan tenaga selepas stabil O ^- ion terbentuk .

Walau bagaimanapun, walaupun O ^2– mempunyai konfigurasi yang sama dengan neon gas mulia, tolakan elektroniknya melebihi daya nukleus yang menarik, dan bekalan tenaga diperlukan untuk membolehkan elektron masuk.

Contoh 2

Sekiranya pertalian elektronik unsur kumpulan 17 dibandingkan, perkara berikut akan diperoleh:

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)

Dari atas ke bawah - turun dalam kumpulan - jejari atom meningkat, serta jarak antara nukleus dan elektron luaran. Ini menyebabkan peningkatan pertalian elektronik; bagaimanapun, fluorin, yang seharusnya memiliki nilai tertinggi, melebihi klorin.

Kenapa? Anomali ini menunjukkan kesan tolakan elektronik pada daya tarikan dan perisai rendah.

Oleh kerana ia adalah atom yang sangat kecil, fluor "mengembunkan" semua elektronnya dalam isipadu yang kecil, menyebabkan tolakan yang lebih besar pada elektron masuk daripada kongenernya yang lebih besar (Cl, Br dan I).

Rujukan

1. LibreTexts Kimia. Perkaitan Elektron. Diakses pada 4 Jun 2018, dari: chem.libretexts.org
2. Jim Clark. (2012). Perkaitan Elektron. Diakses pada 4 Jun 2018, dari: chemguide.co.uk
3. Carl R. Nave. Perkaitan Elektron Unsur Kumpulan Utama. Diakses pada 4 Jun 2018, dari: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Prof N. De Leon. Perkaitan Elektron. Diakses pada 4 Jun 2018, dari: iun.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (27 Mei 2016). Definisi Perkaitan Elektron. Diakses pada 4 Jun 2018, dari: thinkco.com
6. Cdang. (3 Oktober 2011). Jadual berkala pertalian elektron. . Diakses pada 04 Jun 2018, dari: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE, hlm 227-229.
8. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat., Hlm.29). Bukit Mc Graw.