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電子親和力

電子親和力是指一個電子加入一中性氣態原子時所釋放的能量,即 \( A(g) + e^- \rightarrow A(g)^- \) 的ΔH。電子親和力越大,表明原子越容易接受電子形成負離子

影響電子親和力的主要因素包括:

有效核電荷:當其他因素相同時,有效核電荷增加,電子親和力放能增加。

原子的大小:在有效核電荷為定值時,原子半徑越大,電子親和力放能越小,即越大的原子越不容易加上一個電子。

電子組態:例如,具有最高親和力的族為鹵素族(如F、Cl、Br、I),因為它們的電子組態比惰性氣體元素少一個電子。某些族的電子組態相對穩定,如2A族和8A族,其電子親和力為吸熱,因為這些元素的負離子不穩定。

電子親和能的大小還取決於原子的有效核電荷、原子半徑和原子電子構型。有效核電荷越大,原子半徑越小,核對電子的吸引力大,結合電子後釋放的能量多,電子親和能越大。原子的外層電子構型處於半滿、全滿狀態時,系統比較穩定,結合電子相對困難,有時非但不釋放能量,反而吸收能量,電子親和能甚至為負值。

一般來說,電子親和能的代數值隨原子半徑的增大而減小,即在同一族中由上向下減小,而在同一周期中由左到右增大。但應注意的是,VIA和VIIA族的電子親和能絕對值最大的並不是每族的第一種元素,而是第二種元素。這一反常現象可以解釋為第二周期的氧和氟的原子半徑較小,電子密度大,電子間的排斥力強,以致當原子結合一個電子形成負離子時,放出的能量較小,而第二種元素硫和氯的半徑較大,且同一層中有空的d軌道可容納電子,電子的排斥力小,因此形成負離子時放出的能量最大。