电子亲合能
在一般化学与原子物理学中,电子亲和能(或电子亲和势、电子亲和力,electron affinity,Eea)的定义是,将使一个电子脱离一个气态的离子或分子所需耗费。
基本信息
- 中文名
电子亲合能
- 外文名
Electron affinity
- 类型
与电离能相对应
- 特点
元素的第一电子亲合能一般为正值
- 缺点
难于直接测定
定义
在一般化学与原子物理学中,电子亲合能(或电子亲和势、电子亲和力,electron affinity,Eea)的定义是,将使一个电子脱离一个气态的离子或分子所需耗费,或是释出的能量。
X(g)→ X(g)+ eΔH=Eea
在固体物理学之中,对于一表面的电子亲合能定义不同。
其他定义
除以上定义(定义一)之外,电子亲合能还有两种定义方式:
定义二和定义一等价,是将一物质的原子或分子获得一个电子,变成 -1 价离子时放出的能量。此定义下的电子亲合能和定义一相同。不过此定义下,放出能量时电子亲和能为正,吸收能量时电子亲和能为负,正负号的使用和一般热力学的定义恰好相反。
定义三,是将一物质的原子或分子获得一个电子,变成 -1 价离子时的能量变化。放热时数值为负,吸热时数值为正。定义三的正负号使用和一般热力学的定义相同。但其电子亲合能恰为定义一的负值。
本文采用定义一的电子亲合能。
元素的电子亲合能
并非所有的元素的电子亲合能均为正,电子亲合能为正表示其 -1 价的离子需吸收能量才能变为电中性的原子(早期的教科书写有些元素,例如惰性气体,其电子亲合能为负,此说法并未被现代的化学家接受)。若其阴离子较不稳定,容易变成原子,则其电子亲合能较低。元素中氯的电子亲合能最高,汞和惰气等元素的电子亲合能都接近零。一般来说,非金属的电子亲合能都比金属高。
总的来说,同一周期从左至右,价壳层电子递增,使得原子稳定性上升,原子半径递减,对电子的吸引能力渐强,因而电子亲合能递增;同族元素从上到下,因原子半径的增大,而且总电子数增加,原子稳定性下降,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。
列表及参考资料
元素 | 电子亲合能(kJ/mol) | 参考资料 |
|---|---|---|
氢 | 72.77 | Pekeris (1962). Lykke, Murray & Lineberger (1991). |
锂 | 59.62 | Hotop & Lineberger (1985). Dellwo et al. (1992). Haeffler et al. (1996a). |
硼 | 26.99 | Scheer, Bilodeau & Haugen (1998). |
碳 | 121.78 | Scheer et al. (1998a). |
氧 | 141.004 | Hotop & Lineberger (1985). Blondel (1995). Valli, Blondel & Delsart (1999). |
分子的电子亲合能
电子亲合能Eea的定义也可以延伸到分子。如苯和萘的电子亲合能为负值,而蒽、菲、芘的电子亲合能为正值。电脑模拟实验证实六氰基苯 C6(CN)6的电子亲合能较富勒烯要高。
列表及参考资料
分子 | 电子亲合能(kJ/mol) | 参考资料 |
|---|---|---|
双原子分子 | ||
溴(分子) | 244 | Janousek & Brauman (1979) |
氯气 | 227 | Janousek & Brauman (1979) |
氟气 | 297 | Janousek & Brauman (1979) |
碘(分子) | 246 | Janousek & Brauman (1979) |