تحقیق. ارتباط الکترون خواهی با انرژی یونش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

ارتباط الکترون خواهی با انرژی یونش

الکترون خواهی یا آفینیته مربوط به فرآیندی است که در آن ، از اتم خنثی یک یون منفی (از طریق بدست آوردن الکترون) بوجود می‌آید. در حالیکه انرژی یونش مربوط به فرآیند تولید یک یون مثبت از اتم خنثی بسبب از دست دادن الکترون است.

علامت قراردادی الکترون خواهی

در فرآیند الکترون خواهی معمولا (ولی نه همیشه) انرژی آزاد می‌شود. اولین الکترون خواهی بیشتر عناصر ، علامت منفی دارد. بعنوان مثال ، الکترون خواهی فلوئور برابر است با 328Kj/mol- = اولین الکترون خواهی و اما برای برخی عناصر مقدار آن مثبت است. مثلا برای نئون عبارت است از 29Kj/mol = اولین الکترون خواهی. علامت مثبت برای الکترون خواهی نشانه آن است که برای تحمیل یک الکترون به اتم مربوط باید کار انجام شود، (یعنی سیستم انرژی جذب کند) تا اتم مورد نظر قادر به جذب الکترون اضافی شود.

علت آزاد شدن انرژی یا جذب انرژی توسط اتم در الکترون خواهی

الکترونی که به اتم خنثی نزدیک می‌شود، از سوی هسته مثبت اتم جذب می‌شود. اما از سوی الکترونهای منفی آن دفع می‌گردد. اگر جاذبه بیش از دافعه باشد، وقتی یون منفی بوجود می‌آید، انرژی آزاد می‌شود. برعکس اگر دافعه بیش از جاذبه باشد، برای تشکیل یون منفی باید به سیستم انرژی داده شود.

تغییرات الکترون خواهی در یک تناوب از جدول تناوبی

قاعدتا یک اتم کوچک باید تمایل بیشتری برای بدست آوردن الکترون از خود نشان دهد تا یک اتم بزرگ، زیرا الکترون افزوده شده به یک اتم کوچک ، بطور متوسط به هسته مثبت نزدیکتر خواهد بود. با توجه به اینکه شعاع اتمی عناصر از یک تناوب از چپ به راست کوچکتر و بار مثبت هسته در همان جهت افزایش می‌یابد، باید انتظار داشت که الکترون خواهی عناصر مربوط ، از چپ به راست در یک تناوب ، مقادیر منفی بیشتری نشان دهد.

موارد استثنایی

مواردی که عناصر از تعمیم بالا تبعیت نمی‌کنند، باید مورد توجه قرار گیرند. مثلا در دوره دوم مقدار الکترون خواهی بریلیوم (دارای پوسته فرعی 2s پر شده) ، نیتروژن (دارای پوسته فرعی 2p نیمه پر شده ) و نئون (با تمام پوسته‌های فرعی پر شده) از قاعده بالا پیروی نمی‌کنند. این عناصر ، آرایش الکترونی نسبتا پایدار دارند و به آسانی الکترون اضافی نمی‌پذیرند.موارد استثنایی همانند را می‌توان در مورد عناصر مشابه به دوره‌های دیگر نیز مشاهده کرد. در هر دوره ، بیشترین تمایل پذیرش الکترون (الکترون خواهی بزرگتر با علامت منفی) در عنصر عضو گروه VIIIA دیده می‌شود. آرایش الکترونی همه اینها از آرایش گاز نجیب یک الکترون کم دارد.

تغییرات الکترون خواهی در یک گروه از جدول تناوبی

در این مورد ، برای تمام گروهها ، نمی‌توان الگوی واحد پیدا کرد. در مورد عناصر گروه VIIIA الکترون خواهی فلوئور ظاهراً غیر عادی است.حجم اتم فلوئور از بقیه عناصر گروه کوچکتر است و می‌توان انتظار داشت که بر اثر جذب الکترون ، بیشترین انرژی را آزاد کند. اما در حالی‌که الکترون افزوده شده به اتم کوچک بشدت توسط هسته ، جذب می‌شود. به همان ترتیب نیز از سوی بقیه الکترونهای موجود در اتم بشدت دفع می‌شود.زیرا هرچه حجم کوچکتر باشد، چگالی بار الکترونهای والانس نیز بیشتر خواهد بود. اعتقاد بر این است که در اتم فلوئور این اثر دافعه اثر جاذبه قوی ناشی از کوچکی اتم را تا حدی خنثی می‌کند.

دومین الکترون خواهی

این فرآیند ، فرآیندی است که در آن یک الکترون به یک یون منفی افزوده می‌شود. برای نمونه در مورد اکسیژن برابر است با 845Kj/mol+ =دومین الکترون خواهی. از آنجا که یک یون منفی و یک الکترون یکدیگر را دفع می‌کنند، در فرآیند افزودن یک الکترون به یک یون منفی نه‌تنها انرژی آزاد نمی‌شود بلکه انجام فرآیند انرژی گیر است و دومین الکترون خواهی تمامی عناصر ، مقدار مثبت دارد.

انرژی تبادل شده در فرآیند تولید یون

انرژی تبادل شده در فرآیند تولید یونی که دو یا چند بار منفی دارد، حاصل جمع جبری تمام الکترون خواهی مربوط است. این حاصل جمع برای تمام یونهای دارای چند بار منفی همیشه مثبت و فرآیند انرژی گیر است.

مقدار انرژی که در فرایند افزایش یک الکترون به یک اتم منفرد گازی شکل در حالت اصلی مبادله می شود، الکترون گیری آن اتم نامیده می شود. در این فرایند، معمولا، انرژی آزاد می شود و بنابراین، الکترون گیری بیشتر عناصر دارای علامت منفی است. ولی الکترون گیری را اغلب به صورت انرژی آزاد شده تعریف می کنند ؛ در منابع علمی که از چنین تعریفی استفاده شده است، مقادیر الکترون گیری که مربوط به آزاد شدن انرژی است، با علامت ثبت نشان داده می شود. تعیین مستقیم الکترون گیری دشوار است و تنها برای معدودی از عناصر انجام شده است. الکترون گیری برخی از عناصر دیگر به طور غیر مستقیم از داده های ترمودینامیکی محاسبه شده اند. بنابراین ، مقادیر الکترون گیری فقط برای معدودی از عناصر در دست است و اغلب این مقادیر دقت زیادی ندارند. تمایل یک اتم کوچک برای پذیرش الکترون بایستی بیشتر از یک اتم بزرگ باشد زیرا در یک اتم کوچک، الکترون افزوده شده، به طور متوسط، به هسته مثبت نزدیک تر است. این گرایش در هر دوره از چپ به راست ، تقریبا پیروی می شود. ولی در دوره دوم ، موارد استثنائی درباره بریلیم (با لایه فرعی2s پر شده)، نیتروژن( با پوسته فرعی 2p نیمه پر) و نئون (با مام لایه های فرعی پر شده) مشاهده می شوند. چنین مواردی برای عناصر نظیر آنها در دوره سوم نیز وجود دارد. عناصری که آرایش الکترونی آنها نسبتا پایدار است، الکترونهای اضافی را به سهولت نمی پذیرند. چون آرایش الکترونی هر یک از عناصر گروه هالوژنها یک الکترون کمتر از آرایش الکترونی گاز نجیب بعدی دارد، هر یک از عناصر این گروه در دوره خود، بیشترین تمایل را برای به دست آوردن یک الکترون را داراست. مقادیر الکترون خواهی هالوژنها، روند کلی الکترون خواهی را در یک گروه نشان می دهد. توانایی جذب الکترون در عناصر گروه هالوژنها، به استثنای فلوئور، از پایین به بالا با کوچک شدن اندازه اتمی افزایش می یابد. ولی تأثیر کوچک شدن اندازه اتم، ممکن