전자친화력이란?

화학 내에서 주기적 특성 연구에서 우리는 전자 친화력을 찾습니다. 이것은 원자가 바닥 가스 상태에서 전자를 받아들일 때 발생하는 에너지 변화를 말합니다. 이 에너지 변화는 정량화되며 더 많거나 적은 전자를 받아들이는 상기 원자의 능력을 반영합니다. 더 강한 유효 핵 전하를 가진 원자는 더 높은 전자 친화력을 가집니다.

원자가 전자를 얻을 때 일어나는 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

X + e  ^–   → X  ^–   + 에너지

전자 친화력을 정의하는 또 다른 방법은 음이온에서 전자를 제거하는 데 필요한 에너지의 양 입니다 .

X  ^–   + 이자형 → X + 이자형  ^–

키 포인트

• 1. 전자 친화도는 원자가 기본 기체 상태의 전자를 받아들일 때 발생하는 에너지 변화입니다.
• 2.- 기호 Ea로 표시하고 kJ/mol 단위로 표시한다.
• 3. 전자 친화도는 주기율표의 경향을 따른다. 열이나 그룹 위로 이동하면 증가하고 행이나 기간을 가로질러 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 증가합니다(비활성 가스 제외).
• 4.- 값은 양수 또는 음수일 수 있습니다. 음 의 전자 친화 도는 전자가 원자에 결합하기 위해 에너지가 공급되어야 함을 의미합니다. 여기서 전자 포획은 흡열 과정입니다. 전자 친화력이 양수이면 프로세스는 발열이며 자발적으로 발생합니다.

전자 친화력의 추세

전자 친화도는 주기율표의 원소 구성에서 관찰할 수 있는 경향을 나타냅니다.

• 전자 친화력은 원소가 족(주기율표의 열)에 높을수록 커집니다.
• 전자 친화력은 주기(주기율표의 행)에 걸쳐 왼쪽에서 오른쪽으로 증가합니다. 예외는 테이블의 마지막 열에 있는 희가스입니다. 

이는 테이블 아래로 내려갈수록 원소의 원자 반경이 증가하고 전자 친화도가 낮거나 방출할 에너지가 적기 때문입니다.

비금속은 일반적으로 금속보다 전자 친화도 값이 높습니다. 염소는 전자를 강하게 끌어당기는 반면, 수은은 전자를 가장 약하게 끌어당기는 원자를 가진 원소입니다. 전자에 대한 친화력은 전자 구조가 더 복잡하기 때문에 분자에서 예측하기가 더 어렵습니다.

전자 친화도의 용도

액체 및 고체 전자의 에너지 수준은 다른 원자 및 분자와의 상호 작용에 의해 변경되기 때문에 전자 친화도 값은 기체 원자 및 분자에만 적용됩니다. 그럼에도 불구하고 전자 친화력은 다양한 실제 응용 분야를 가지고 있습니다. 

화학적 경도를 측정하고 전자 화학 포텐셜을 예측하는 데 사용됩니다. 전자 친화력 값의 주요 용도는 원자 또는 분자가 전자 수용체 또는 전자 공여체로 작용할지 여부를 결정하는 것입니다. 또한 요소가 에너지를 생산하거나 필요로 하는 경우 요소가 어떻게 반응할지 알 수 있습니다. 이 정보는 조사 중에 결과를 예측하는 데 매우 유용합니다.

전자 친화도의 징후

전자 친화력은 대부분 몰당 킬로줄(kJ/mol) 단위로 표시됩니다. 때때로 값은 서로에 대한 크기로 주어집니다.

 전자 친화도 또는 E _ea 값이  음수이면 전자를 고정하는 데 에너지가 필요함을 의미합니다. 질소 원자와 대부분의 두 번째 전자 포획에 대해 음의 값이 관찰됩니다. 다이아몬드와 같은 물질에서도 볼 수 있습니다. 음수 값의 경우 전자 포획은 흡열 과정입니다.

E  _ea   = -ΔE(부착)

_{E ea가}   양의 값을 갖는 경우에도 동일한 방정식이 적용됩니다 . 이 상황에서 변화 ΔE는 음의 값을 가지며   발열 과정을 나타냅니다. 대부분의 가스 원자(비활성 가스 제외)에 대한 전자 포획은 에너지를 방출하고 발열합니다. 음의 ΔE를 갖는 전자의 포획을 기억하는 한 가지 방법은   방출된 에너지를 기억하는 것 입니다 .

기억하세요: ΔE와 Eea는 부호가 반대입니다!

전자 친화력 계산 예

수소의 전자 친화력은 다음 반응에서 ΔH입니다.

H (g) + e  ^–  → H  ^–  (g); ΔH = -73 kJ/mol이므로 수소의 전자 친화도는 73 kJ/mol입니다. 그러나 더하기 기호는 인용되지 않았으므로  E  ea는 간단히 73 kJ/mol로 표시됩니다.

출처

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• Express Classroom (2018) 화학. 전자친화도란? 주기율표. AULAEXPRESS 바칼로레아. https://www.youtube.com/watch?v=uAyXJ182RzQ&ab_channel=AulaExpress에서 이용 가능
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