شیمی الکترون خواهی

[A_h]

الکترون خواهی

همان گونه که می دانیم، انرژی یونش، تمایل یک اتم خنثی برای مخالفت با از دست دادن الکترون را اندازه می گیرد. یعنی گرفتن یک الکترون از اتم، مستلزم صرف انرژی است (این فرایند، گرماگیر است). برای مثال، برداشتن یک الکترون از اتم فلوئور خنثی و تشکیل یون با بار مثبت، مقدار قابل ملاحظه ای انرژی لازم دارد:

F(g) F+(g) + e- Ho = 1681.0 kJ/mol

الکترون خواهی یک عنصر، مقدار انرژی خارج شده از آن است که در طول این فرایند، یک اتم خنثی در فاز گازی، یک الکترون اضافی به دست می آورد تا یون با بار منفی تشکیل دهد. برای مثال، زمانی که اتم فلوئور در حالت گازی، الکترون به دست می آورد تا یون منفی فلوئور تشکیل دهد، انرژی آزاد می کند (تشکیل این پیوند بین اتم فلوئور و الکترون خارجی، گرماده است):

F(g) + e- F-(g) Ho = -328.0 kJ/mol

اندازه گیری الکترون خواهی، مشکل تر از انرژی یونش است و معمولاً با ارقام با معنی کم تری شناسایی می شود. الکترون خواهی عناصر گروه های اصلی جدول تناوبی در شکل 1 نشان داده شده است. می توان از این شکل، اطلاعات زیر را فهمید:

• به طور کلی، الکترون خواهی به دو دلیل زیر از بالا به پایین در هر ستون جدول تناوبی، کوچک تر می شود؛ نخست، الکترون اضافه شده به اتم در اوربیتال های بزرگ تر جای می گیرد و زمان کم تری در اطراف هسته ی اتم صرف می کند. دوم این که تعداد الکترون های عناصر از بالا به پایین جدول تناوبی در هر ستون افزایش پیدا می کند، بنابراین نیروی پس زنی و دافعه بین الکترون اضافه شده و الکترون های موجود در اتم خنثی، بیش تر می شود.


• به دلیل این که دافعه بین الکترون اضافه شده و الکترون های متعلق به اتم خنثی به حجم اتم بستگی دارد، داده های الکترون خواهی پیچیده تر می شوند. در میان نافلزات گروه های 6 و 7 اصلی، این دافعه برای کوچک ترین اتم های دو ستون یاد شده (اکسیژن و فلوئور)، بزرگ ترین مقدار را دارد؛ بنابراین الکترون خواهی این عناصر، کوچک تر از عناصر زیری آن ها در این دو ستون است. اما به هر صورت، الکترون خواهی از بالا به پایین در حال کاهش است.


شکل 1: روندکلی تغییرات الکترون خواهی در جدول تناوبی

در داده های زیر، هیچ الگوی خاصی در طول ردیف های جدول تناوبی دیده نمی شود اما این داده ها به همراه آرایش الکترونی این عناصر، مفهوم پیدا می کنند. در نتیجه، عناصری مانند هلیوم، بریلیوم، نیتروژن و نئون که آرایش الکترونی پایدار دارند، کشش کمی برای جذب الکترون اضافی دارند و زمانی که اتم خنثی این عناصر، الکترون اضافی به دست می آورد، هیچ انرژی از خود آزاد نمی کنند.

آرایش این عناصر چنان پایدار است که وادار کردن آن ها برای به دست آوردن الکترون اضافی و تشکیل یون منفی، واقعاً انرژی می گیرد.

آرایش الکترونی و الکترون خواهی ده عنصر ابتدایی جدول تناوبی به همراه شکل آن ها.



نتایج اندازه ی نسبی الکترون خواهی و انرژی یونش

اغلب تصور می شود که سدیم با کلر واکنش می دهد تا یون های Na+ و Cl- تشکیل دهند زیرا اتم های کلر بیش تر از اتم های سدیم، الکترو ن ها را "دوست دارند". شکی نیست که سدیم به شدت با کلر واکنش می دهد تا NaCl تشکیل دهد:

2 Na(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s)


از این گذشته، راحت حل شدن NaCl در آب که باعث هدایت الکتریسیته می شود، گواه این واقعیت است که محصول این واکنش، یک نمک است و شامل یون های Na+ و Cl- است:



تنها سؤال مطرح شده در این قسمت، این است که آیا فرض الکترون دوست بودن اتم های کلر نسبت به اتم های سدیم، جایز است؟

اولین انرژی یونش سدیم 5/1 برابر بزرگ تر از الکترون خواهی کلر است:



بنابراین، برداشتن الکترون از اتم سدیم خنثی، از الکترون به دست آوردن اتم کلر خنثی انرژی بیش تری می گیرد و از این خصلت کلر تأمین می شود.

 

انجمن رمان نویسی دانلود رمان