L'affinità elettronica riflette la capacità di un atomo di accettare un elettrone. È il cambiamento di energia che si verifica quando un elettrone viene aggiunto a un atomo gassoso. Gli atomi con carica nucleare efficace più forte hanno una maggiore affinità elettronica.
La reazione che si verifica quando un atomo prende un elettrone può essere rappresentata come:
X + e- → X- + energia
Un altro modo per definire l'affinità elettronica è come la quantità di energia necessaria per rimuovere un elettrone da uno ione negativo caricato singolarmente:
X- → X + e-
L'affinità elettronica è una delle tendenze che possono essere previste usando l'organizzazione degli elementi nella tavola periodica.
I non metalli hanno tipicamente valori di affinità elettronica più elevati rispetto ai metalli. Il cloro attira fortemente gli elettroni. Il mercurio è l'elemento con atomi che più debolmente attraggono un elettrone. L'affinità elettronica è più difficile da prevedere nelle molecole perché la loro struttura elettronica è più complicata.
Tenete presente che i valori di affinità elettronica si applicano solo agli atomi e alle molecole gassose perché i livelli di energia elettronica dei liquidi e dei solidi sono alterati dall'interazione con altri atomi e molecole. Anche così, l'affinità elettronica ha applicazioni pratiche. È usato per misurare la durezza chimica, una misura di quanto sono caricati e polarizzati acidi e basi di Lewis. Viene anche utilizzato per prevedere il potenziale chimico elettronico. L'uso primario dei valori di affinità elettronica è determinare se un atomo o una molecola agirà come un accettore di elettroni o un donatore di elettroni e se una coppia di reagenti parteciperà alle reazioni di trasferimento di carica.
L'affinità elettronica è spesso riportata in unità di chilojoule per mole (kJ / mol). A volte i valori sono indicati in termini di grandezza l'uno rispetto all'altro.
Se il valore di affinità elettronica o EEA è negativo, significa che è necessaria energia per collegare un elettrone. Valori negativi sono visti per l'atomo di azoto e anche per la maggior parte delle catture di secondi elettroni. Può anche essere visto per superfici, come il diamante. Per un valore negativo, la cattura di elettroni è un processo endotermico:
EEA = −ΔE(Allegare)
La stessa equazione si applica se EEA ha un valore positivo. In questa situazione il cambiamento ΔE ha un valore negativo e indica un processo esotermico. La cattura di elettroni per la maggior parte degli atomi di gas (tranne i gas nobili) rilascia energia ed è esotermica. Un modo per ricordare di aver catturato un elettrone ha un Δ negativoE è ricordare che l'energia viene lasciata andare o rilasciata.
Ricorda: ΔE e Eea hanno segni opposti!
L'affinità elettronica dell'idrogeno è ΔH nella reazione:
H (g) + e- → H-(G); ΔH = -73 kJ / mol, quindi l'affinità elettronica dell'idrogeno è +73 kJ / mol. Il segno "più" non è citato, però, quindi il Eea è semplicemente scritto come 73 kJ / mol.