Energia jonizacji a powinowactwo elektronowe
Atomy to małe elementy budulcowe wszystkich istniejących substancji. Są tak malutkie, że nie możemy ich nawet obserwować gołym okiem. Atom składa się z jądra, które zawiera protony i neutrony. Oprócz neutronów i pozytonów w jądrze znajdują się inne małe cząstki subatomowe. Ponadto wokół jądra na orbicie krążą elektrony. Ze względu na obecność protonów jądra atomowe są naładowane dodatnio. Elektrony w sferze zewnętrznej są naładowane ujemnie. Stąd siły przyciągania między dodatnimi i ujemnymi ładunkami atomu utrzymują strukturę.
Energia jonizacji
Energia jonizacji to energia, którą należy przekazać neutralnemu atomowi, aby usunąć z niego elektron. Usunięcie elektronu oznacza usunięcie go na nieskończoną odległość od gatunku, aby nie było sił przyciągania między elektronem a jądrem. Energie jonizacji są nazywane pierwszą energią jonizacji, drugą energią jonizacji i tak dalej w zależności od liczby usuwanych elektronów. Spowoduje to powstanie kationów z ładunkami +1, +2, +3 i tak dalej. W małych atomach promień atomowy jest mały. Dlatego siły przyciągania elektrostatycznego między elektronem a neutronem są znacznie większe w porównaniu z atomem o większym promieniu atomowym. Zwiększa to energię jonizacji małego atomu. Gdy elektron znajduje się bliżej jądra, wzrasta energia jonizacji. Zatem energia jonizacji (n+1) jest zawsze wyższa niż energia jonizacji nth. Ponadto, porównując dwie pierwsze energie jonizacji różnych atomów, również się różnią. Na przykład energia pierwszej jonizacji sodu (496 kJ/mol) jest znacznie niższa niż energia pierwszej jonizacji chloru (1256 kJ/mol). Usuwając jeden elektron, sód może uzyskać konfigurację gazu szlachetnego; stąd łatwo usuwa elektron. A także odległość atomowa jest mniejsza w sodzie niż w chlorze, co obniża energię jonizacji. Tak więc energia jonizacji wzrasta od lewej do prawej w rzędzie i od dołu do góry w kolumnie układu okresowego (jest to odwrotność wzrostu wielkości atomów w układzie okresowym). Podczas usuwania elektronów zdarzają się sytuacje, w których atomy uzyskują stabilne konfiguracje elektronowe. W tym momencie energie jonizacji mają tendencję do przeskakiwania do wyższej wartości.
Powinowactwo elektronowe
Powinowactwo elektronowe to ilość energii uwalnianej podczas dodawania elektronu do neutralnego atomu w celu wytworzenia jonu ujemnego. Tylko niektóre atomy w układzie okresowym przechodzą tę zmianę. Gazy szlachetne i niektóre metale ziem alkalicznych nie sprzyjają dodawaniu elektronów, więc nie mają zdefiniowanych dla nich energii powinowactwa elektronowego. Ale elementy z bloku p lubią przyjmować elektrony, aby uzyskać stabilną konfigurację elektronową. W układzie okresowym istnieją pewne wzorce dotyczące powinowactwa elektronów. Wraz ze wzrostem promienia atomowego powinowactwo elektronowe maleje. W układzie okresowym w poprzek rzędu (od lewej do prawej) promień atomowy maleje, a zatem zwiększa się powinowactwo elektronowe. Na przykład chlor ma wyższą ujemność elektronów niż siarka lub fosfor.
Jaka jest różnica między energią jonizacji a powinowactwem do elektronów?
• Energia jonizacji to ilość energii potrzebna do usunięcia elektronu z neutralnego atomu. Powinowactwo elektronowe to ilość energii uwolnionej, gdy elektron zostanie dodany do atomu.
• Energia jonizacji jest związana z tworzeniem kationów z neutralnych atomów, a powinowactwo elektronów jest związane z tworzeniem anionów.
