電子親合能

在一般化學與原子物理學中,電子親合能(或電子親合勢電子親合力,electron affinity,Eea)的定義是,將使一個電子脫離一個氣態的離子或分子所需耗費。

基本介紹

  • 中文名:電子親合能
  • 外文名:Electron affinity
  • 類型:與電離能相對應
  • 特點:元素的第一電子親合能一般為正值
  • 缺點:難於直接測定
定義,其他定義,元素的電子親合能,列表及參考資料,分子的電子親合能,列表及參考資料,參見,

定義

在一般化學原子物理學中,電子親合能(或電子親合勢電子親合力,electron affinity,Eea)的定義是,將使一個電子脫離一個氣態的離子或分子所需耗費,或是釋出的能量。
  • X(g)→ X(g)+ eΔH=Eea
固體物理學之中,對於一表面的電子親合能定義不同。

其他定義

除以上定義(定義一)之外,電子親合能還有兩種定義方式:
定義二和定義一等價,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 價離子時放出的能量。此定義下的電子親合能和定義一相同。不過此定義下,放出能量時電子親和能為正,吸收能量時電子親和能為負,正負號的使用和一般熱力學的定義恰好相反。
定義三,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 價離子時的能量變化。放熱時數值為負,吸熱時數值為正。定義三的正負號使用和一般熱力學的定義相同。但其電子親合能恰為定義一的負值。
本文採用定義一的電子親合能。

元素的電子親合能

並非所有的元素的電子親合能均為正,電子親合能為正表示其 -1 價的離子需吸收能量才能變為電中性的原子(早期的教科書寫有些元素,例如惰性氣體,其電子親合能為負,此說法並未被現代的化學家接受)。若其陰離子較不穩定,容易變成原子,則其電子親合能較低。元素中的電子親合能最高,和惰氣等元素的電子親合能都接近零。一般來說,非金屬的電子親合能都比金屬高。
總的來說,同一周期從左至右,價殼層電子遞增,使得原子穩定性上升,原子半徑遞減,對電子的吸引能力漸強,因而電子親合能遞增;同族元素從上到下,因原子半徑的增大,而且總電子數增加,原子穩定性下降,元素電負性值遞減。 實際上,隨核電荷數遞增或同族元素從上到下,電子親和能的變化並不單調。

列表及參考資料

元素電子親合能
(kJ/mol)
參考資料
72.77
Pekeris (1962). Lykke, Murray & Lineberger (1991).
59.62
Hotop & Lineberger (1985). Dellwo et al. (1992). Haeffler et al. (1996a).
26.99
Scheer, Bilodeau & Haugen (1998).
121.78
Scheer et al. (1998a).
141.004
Hotop & Lineberger (1985). Blondel (1995). Valli, Blondel & Delsart (1999).
328.165
Blondel et al. (1989). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001).
52.87
Hotop & Lineberger (1985)
41.86
Scheer et al. (1998b)
134.07
Scheer et al. (1998a). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001).
72.03
Hotop & Lineberger (1985).
0.00
Periodic Table of the Elements(2017)
200.410
Blondel (1995).
349
Moore (1970).
48.38
Slater et al. (1978). Andersson et al. (2000).
2.37
Petrunin et al. (1996).
18(2)
Feigerle, Herman & Lineberger (1981).
8.4(7)
Ilin, Sakharov & Serenkov (1987).
51
Hotop & Lineberger (1985).
65.2
Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
14.6(3)
Leopold & Lineberger (1986).
64.0
Scheer et al. (1998c).
111.6
Scheer et al. (1998c).
119.24
Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
41(3)
Williams et al. (1998a).
118.94
Scheer et al. (1998a).
78.5(7)
Lippa et al. (1998).
194.97
Hotop & Lineberger (1985). Mansour et al. (1988).
342.54
Blondel et al. (1989).
46.89
Frey, Breyer & Hotop (1978).
5.02
Andersen et al. (1997).
30
Feigerle, Herman & Lineberger (1981).
41
Hotop & Lineberger (1985).
86(2)
Hotop & Lineberger (1985).
72.3
Bilodeau, Scheer & Haugen (1998).
101.0
Norquist et al. (1999).
110.3
Scheer et al. (1998c).
54.24
Scheer et al. (1998c).
125.86
Biladeau, Scheer & Haugen (1998).
39
Williams et al. (1998b).
107.30
Scheer et al. (1998a).
101.06
Scheer, Haugen & Beck (1997).
190.16
Hotop & Lineberger (1985). Haeffler et al. (1996b).
295
Moore (1970).
45.51
Slater et al. (1978). Scheer et al. (1998d).
13.95
Petrunin et al. (1995).
45(2)
Covington et al. (1998).
92(2)
Davis & Thompson (2002a).
99(2)
Davis & Thompson (2002b).
33
Davis & Thompson (2001).
31
Hotop & Lineberger (1985).
79
Hotop & Lineberger (1985). Bengali et al. (1992).
104.0
Biladeau & Haugen (2000).
150.9
Biladeau et al. (1999).
205.04
Biladeau et al. (1999).
222.75
Hotop & Lineberger (1985).
36
Carpenter, Covington & Thompson (2000).
35
Hotop & Lineberger (1985).
90.92
Biladeau & Haugen (2001).

分子的電子親合能

電子親合能Eea的定義也可以延伸到分子。如的電子親合能為負值,而的電子親合能為正值。電腦模擬實驗證實六氰基苯 C6(CN)6的電子親合能較富勒烯要高。

列表及參考資料

分子電子親合能
(kJ/mol)
參考資料
雙原子分子
溴(分子)
244
Janousek & Brauman (1979)
227
Janousek & Brauman (1979)
297
Janousek & Brauman (1979)
碘(分子)
246
Janousek & Brauman (1979)
43
CRC Handbook
溴化碘
251
Janousek & Brauman (1979)
59
Janousek & Brauman (1979)
2
Janousek & Brauman (1979)
三原子分子
222
Janousek & Brauman (1979)
105
Janousek & Brauman (1979)
多原子分子
−110
Janousek & Brauman (1979)
1,4-苯二酮
129
CRC Handbook
255
CRC Handbook
59
Janousek & Brauman (1979)
38
Janousek & Brauman (1979)
134
Janousek & Brauman (1979)
138
CRC Handbook
四氰乙烯
278
CRC Handbook
264
CRC Handbook
280
CRC Handbook

參見

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