电子亲合能

✍ dations ◷ 2025-04-03 17:28:24 #分子物理学,原子物理学,物理化学,化学性质,能量,离子

在一般化学与原子物理学中,电子亲合能(或电子亲和势、电子亲和力,electron affinity,Eea)的定义是,将使一个电子脱离一个气态的离子或分子所需耗费,或是释出的能量。

在固体物理学之中,对于一表面的电子亲合能定义不同。

除以上定义(定义一)之外,电子亲合能还有两种定义方式:

定义二和定义一等价,是将一物质的原子或分子获得一个电子,变成 -1 价离子时放出的能量。此定义下的电子亲合能和定义一相同。不过此定义下,放出能量时电子亲和能为正,吸收能量时电子亲和能为负,正负号的使用和一般热力学的定义恰好相反。

定义三,是将一物质的原子或分子获得一个电子,变成 -1 价离子时的能量变化。放热时数值为负,吸热时数值为正。定义三的正负号使用和一般热力学的定义相同。但其电子亲合能恰为定义一的负值。

本文采用定义一的电子亲合能。

并非所有的元素的电子亲合能均为正,电子亲合能为正表示其 -1 价的离子需吸收能量才能变为电中性的原子(早期的教科书写有些元素,例如惰性气体,其电子亲合能为负,此说法并未被现代的化学家接受)。若其阴离子较不稳定,容易变成原子,则其电子亲合能较低。元素中氯的电子亲合能最高,汞和惰气等元素的电子亲合能都接近零。一般来说,非金属的电子亲合能都比金属高。

总的来说,同一周期从左至右,价壳层电子递增,使得原子稳定性上升,原子半径递减,对电子的吸引能力渐强,因而电子亲合能递增;同族元素从上到下,因原子半径的增大,而且总电子数增加,原子稳定性下降,元素电负性值递减。实际上,随核电荷数递增或同族元素从上到下,电子亲和能的变化并不单调。

下列数据以kJ/mole为单位。带星号的元素在量子力学基态被认为有接近零的电子亲合能。

电子亲合能 ea 的定义也可以延伸到分子。如苯和萘的电子亲合能为负值,而蒽、菲、芘的电子亲合能为正值。电脑模拟实验证实六氰基苯 C6(CN)6 的电子亲合能较富勒烯要高。

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