电子亲合能

(重定向自电子亲和能

在一般化學原子物理學中,电子亲合能(或电子亲和势电子亲和力electron affinityEea)的定義是,將使一個電子脫離一個氣態的離子或分子所需耗費,或是釋出的能量。[1]

X(g) → X(g) + e ΔH=Eea

固態物理學之中,對於一表面的電子親合能定義不同。

其他定義编辑

除以上定義(定義一)之外,電子親合能還有兩種定義方式:

定義二和定義一等價,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 价离子時放出的能量。此定義下的電子親合能和定義一相同。不過此定義下,放出能量時电子亲和能為正,吸收能量時电子亲和能為負,正負號的使用和一般熱力學的定義恰好相反。

定義三,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 价离子時的能量變化[2]放熱時數值為負,吸熱時數值為正。定義三的正負號使用和一般熱力學的定義相同。但其電子親合能恰為定義一的負值。(此定義為舊版IUPAC定義)

本文採用定義一的電子親合能。

元素的電子親合能编辑

並非所有的元素的電子親合能均為正,電子親合能為正表示其 -1 價的離子需吸收能量才能變為電中性的原子(早期的教科書寫有些元素,例如稀有氣體,其電子親合能為負,此說法並未被現代的化學家接受)。若其陰離子較不穩定,容易變成原子,則其電子親合能較低。元素中的電子親合能最高,和稀有氣體等元素的電子親合能都接近零。一般來說,非金屬的電子親合能都比金屬高。

总的来说,同一周期从左至右,價殼層電子递增,使得原子穩定性上昇,原子半径递减,对电子的吸引能力渐强,因而電子親合能递增;同族元素从上到下,因原子半径的增大,而且總電子數增加,原子穩定性下降,元素电负性值递减。实际上,随核电荷数递增或同族元素从上到下,电子亲和能的变化并不单调。

带有电子亲合能数据的元素周期表编辑

下列数据以kJ/mol为单位。带星号的元素在量子力学基態被认为有接近零的电子亲合能。

週期123456789101112131415161718电子层O族电子数

I A0
173
H
*
He





K





2
II AIII AIV AV AVI AVII A
260
Li
*
Be
27
B
122
C
-7
N
141
O
328
F
*
Ne




L
K




8
2
353
Na
*
Mg
42
Al
134
Si
72
P
200
S
349
Cl
*
Ar



M
L
K



8
8
2
III BIV BV BVI BVII BVIIII BII B
448
K
2
Ca
18
Sc
8
Ti
51
V
65
Cr
0
Mn
15
Fe
64
Co
112
Ni
119
Cu
*
Zn
41
Ga
119
Ge
79
As
195
Se
325
Br
*
Kr


N
M
L
K


8
18
8
2
547
Rb
5
Sr
30
Y
41
Zr
86
Nb
72
Mo
53
Tc
101
Ru
110
Rh
54
Pd
126
Ag
*
Cd
39
In
107
Sn
101
Sb
190
Te
295
I
*
Xe

O
N
M
L
K

8
18
18
8
2
646
Cs
14
Ba


镧系
*
Hf
31
Ta
79
W
15
Re
104
Os
150
Ir
205
Pt
223
Au
*
Hg
36
Tl
35
Pb
91
Bi
190
Po
270
At
*
Rn
P
O
N
M
L
K
8
18
32
18
8
2
7
Fr

Ra


锕系

Rf
𬬻

Db
𬭊

Sg
𬭳

Bh
𬭛

Hs
𬭶

Mt

Ds
𫟼

Rg
𬬭

Cn

Nh

Fl
𫓧

Mc

Lv
𫟷

Ts

Og





 
镧系元素45
La
92
Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er
99
Tm

Yb
33
Lu
锕系元素
Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr
碱金属碱土金属镧系元素锕系元素过渡金属
主族金属类金属非金属卤素稀有氣體

列表及参考资料编辑

元素电子亲合能
(kJ/mol)
参考资料
72.77Pekeris (1962). Lykke, Murray & Lineberger (1991).
-48±20(估计)[3]
59.62Hotop & Lineberger (1985). Dellwo et al. (1992). Haeffler et al. (1996a).
-48±20(估计)[3]
26.99Scheer, Bilodeau & Haugen (1998).
121.78Scheer et al. (1998a).
-6.8[3]
141.004Hotop & Lineberger (1985). Blondel (1995). Valli, Blondel & Delsart (1999).
328.165Blondel et al. (1989). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001).
-116±19(估计)[3]
52.87Hotop & Lineberger (1985)
41.86Scheer et al. (1998b)
134.07Scheer et al. (1998a). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001).
72.03Hotop & Lineberger (1985).
200.410Blondel (1995).
349Moore (1970).
48.38Slater et al. (1978). Andersson et al. (2000).
2.37Petrunin et al. (1996).
18(2)Feigerle, Herman & Lineberger (1981).
8.4(7)Ilin, Sakharov & Serenkov (1987).
51Hotop & Lineberger (1985).
65.2Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
14.6(3)Leopold & Lineberger (1986).
64.0Scheer et al. (1998c).
111.6Scheer et al. (1998c).
119.24Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
41(3)Williams et al. (1998a).
118.94Scheer et al. (1998a).
78.5(7)Lippa et al. (1998).
194.97Hotop & Lineberger (1985). Mansour et al. (1988).
342.54Blondel et al. (1989).
46.89Frey, Breyer & Hotop (1978).
5.02Andersen et al. (1997).
30Feigerle, Herman & Lineberger (1981).
41Hotop & Lineberger (1985).
86(2)Hotop & Lineberger (1985).
72.3Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
101.0Norquist et al. (1999).
110.3Scheer et al. (1998c).
54.24Scheer et al. (1998c).
125.86Biladeau, Scheer & Haugen (1998).
39Williams et al. (1998b).
107.30Scheer et al. (1998a).
101.06Scheer, Haugen & Beck (1997).
190.16Hotop & Lineberger (1985). Haeffler et al. (1996b).
295Moore (1970).
45.51Slater et al. (1978). Scheer et al. (1998d).
13.95Petrunin et al. (1995).
45(2)Covington et al. (1998).
92(2)Davis & Thompson (2002a).
99(2)Davis & Thompson (2002b).
33Davis & Thompson (2001).
0.00Periodic Table of the Elements(2017)
31Hotop & Lineberger (1985).
79Hotop & Lineberger (1985). Bengali et al. (1992).
104.0Biladeau & Haugen (2000).
150.9Biladeau et al. (1999).
205.04Biladeau et al. (1999).
222.75Hotop & Lineberger (1985).
36Carpenter, Covington & Thompson (2000).
35Hotop & Lineberger (1985).
90.92Biladeau & Haugen (2001).
183.3[4]
270.1[4]

分子的电子亲合能编辑

電子親合能 Eea 的定義也可以延伸到分子。如的電子親合能為負值,而的電子親合能為正值。電腦模擬實驗證實六氰基苯 C6(CN)6 的電子親合能較富勒烯要高。[5]

列表及参考资料编辑

分子电子亲合能
(kJ/mol)
参考资料
雙原子分子 
溴(分子)244Janousek & Brauman (1979)
氯氣227Janousek & Brauman (1979)
氟氣297Janousek & Brauman (1979)
碘(分子)246Janousek & Brauman (1979)
氧氣43CRC Handbook
溴化碘251Janousek & Brauman (1979)
氯化鋰59Janousek & Brauman (1979)
一氧化氮2Janousek & Brauman (1979)
三原子分子 
二氧化氮222Janousek & Brauman (1979)
二氧化硫105Janousek & Brauman (1979)
多原子分子 
−110Janousek & Brauman (1979)
1,4-苯二酮129CRC Handbook
三氟化硼255CRC Handbook
硝酸59Janousek & Brauman (1979)
硝基甲烷38Janousek & Brauman (1979)
三氯化磷134Janousek & Brauman (1979)
六氟化硫138CRC Handbook
四氰乙烯278CRC Handbook
六氟化鎢264CRC Handbook
六氟化鈾280CRC Handbook

参见编辑

注釋编辑

  1. ^ 國際純化學和應用化學聯合會化學術語概略,第二版。(金皮書)(1997)。在線校正版: (2006–) "Electron affinity"。doi:10.1351/goldbook.E01977
  2. ^ http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/eas.html页面存档备份,存于互联网档案馆) 其定義的電子親合能均為負值
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Bratsch, S.G.; Lagowski, J.J. Predicted stabilities of monatomic anions in water and liquid ammonia at 298.15 K.. Polyhedron. 1986, 5 (11): 1763–1770. doi:10.1016/S0277-5387(00)84854-8. 
  4. ^ 4.0 4.1 存档副本. [2019-12-28]. (原始内容存档于2020-02-03). 
  5. ^ Remarkable electron accepting properties of the simplest benzenoid cyanocarbons: hexacyanobenzene, octacyanonaphthalene and decacyanoanthracene Xiuhui Zhang, Qianshu Li, Justin B. Ingels, Andrew C. Simmonett, Steven E. Wheeler, Yaoming Xie, R. Bruce King, Henry F. Schaefer III and F. Albert Cotton Chemical Communications, 2006, 758 - 760 Abstract

参考资料编辑

以下許多參考資料的文章名稱會連結至參考資料的本文,不過需要訂閱或付費才能閱讀。(摘要)會連結到參考資料的摘要,不需付費即可閱讀。

外部链接编辑