Verschil tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie

Belangrijkste verschil - Elektronaffiniteit versus ionisatie-energie

Elektronen zijn subatomaire deeltjes van atomen. Er zijn veel chemische concepten om het gedrag van elektronen te verklaren. Elektronaffiniteit en ionisatie-energie zijn twee van dergelijke concepten in de chemie. Elektronaffiniteit is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een neutraal atoom of molecuul een elektron krijgt. Elektronenaffiniteit kan ook bekend zijn als elektronversterkingsenthalpie wanneer de betekenis wordt beschouwd, maar het zijn andere termen, aangezien elektronversterkende enthalpie de hoeveelheid energie beschrijft die wordt geabsorbeerd door de omgeving wanneer een atoom een ​​elektron wint. Ionisatie-energie, aan de andere kant, is de hoeveelheid energie die nodig is om een ​​elektron uit een atoom te verwijderen. Het belangrijkste verschil tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie is dat elektronenaffiniteit geeft de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een atoom een ​​elektron wint, terwijl ionisatie-energie de hoeveelheid energie is die nodig is om een ​​elektron uit een atoom te verwijderen.  

Key Areas Covered

1. Wat is elektronenaffiniteit
     - Definitie, endotherme en exotherme reacties
2. Wat is ionisatie-energie
     - Definitie, Eerste ionisatie, Tweede ionisatie
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie
     - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Atoom, Elektron, Elektronaffiniteit, Elektronenversterkende enthalpie, Eerste ionisatie-energie, Ionisatie-energie, Tweede ionisatie-energie

Wat is elektronenaffiniteit

Elektronaffiniteit is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een neutraal atoom of een molecuul (in de gasfase) een elektron van buiten krijgt. Deze elektronentoevoeging veroorzaakt de vorming van een negatief geladen chemische soort. Dit kan als volgt worden weergegeven door symbolen.

X + e-       → X-      +       energie

De toevoeging van een elektron aan een neutraal atoom of een molecuul geeft energie vrij. Dit wordt een exotherme reactie genoemd. Deze reactie resulteert in een negatief ion. Maar als een ander elektron aan dit negatieve ion wordt toegevoegd, moet energie worden gegeven om door te gaan met die reactie. Dit komt omdat het binnenkomende elektron wordt afgestoten door de andere elektronen. Dit fenomeen wordt een endotherme reactie genoemd.

Daarom zijn de eerste elektronenaffiniteiten negatieve waarden en de tweede elektronenaffiniteitswaarden van dezelfde soort zijn positieve waarden.

Eerste elektronaffiniteit: X(G)   +   e-        → X(G)-    

Tweede elektronaffiniteit: X (G)-    +   e-                → X (G)-2  

Elektronenaffiniteit toont periodieke variatie in het periodiek systeem. Dit komt omdat het binnenkomende elektron wordt toegevoegd aan de buitenste baan van een atoom. De elementen van het periodiek systeem zijn gerangschikt volgens de oplopende volgorde van hun atoomnummer. Wanneer het aantal atomen toeneemt, neemt het aantal elektronen in de buitenste orbitalen toe.

Figuur 1: Variatie van elektronenaffiniteit langs een periode van periodiek systeem

In het algemeen zou de affiniteit van het elektron langs de periode van links naar rechts moeten toenemen omdat het aantal elektronen langs een periode toeneemt; het is dus moeilijk om een ​​nieuw elektron toe te voegen. Wanneer experimenteel geanalyseerd, vertonen de elektronenaffiniteitswaarden een zigzagpatroon in plaats van een patroon dat een geleidelijke toename vertoont.

Wat is ionisatie-energie

Ionisatie-energie is de hoeveelheid energie die een gasachtig atoom nodig heeft om een ​​elektron uit zijn buitenste baan te verwijderen. Dit wordt de ionisatie-energie genoemd omdat het atoom na het verwijderen van een elektron een positieve lading krijgt en een positief geladen ion wordt. Elk chemisch element heeft een specifieke ionisatie-energiewaarde, omdat atomen van één element verschillen van atomen van een ander element. De eerste en tweede ionisatie-energieën beschrijven bijvoorbeeld de hoeveelheid energie die een atoom nodig heeft om respectievelijk een elektron en een ander elektron te verwijderen.

Eerste ionisatie-energie

Eerste ionisatie-energie is de hoeveelheid energie die een gasvormig, neutraal atoom nodig heeft om zijn buitenste elektron te verwijderen. Dit buitenste elektron bevindt zich in de buitenste baan van een atoom. Daarom heeft dit elektron de hoogste energie van andere elektronen van dat atoom. Daarom is de eerste ionisatie-energie de energie die nodig is om het hoogste energie-elektron van een atoom te ontladen. Deze reactie is in wezen een endotherme reactie.

Dit concept is geassocieerd met een neutraal geladen atoom omdat neutraal geladen atomen alleen zijn samengesteld uit het oorspronkelijke aantal elektronen waaruit het element moet bestaan. De voor dit doel vereiste energie is echter afhankelijk van het type element. Als alle elektronen gepaard zijn in een atoom, heeft het een hogere energie nodig. Als er een ongepaard elektron is, heeft het een lagere energie nodig. De waarde is echter ook afhankelijk van een aantal andere feiten. Als de atomaire radius bijvoorbeeld hoog is, is een lage hoeveelheid energie nodig omdat het buitenste elektron zich ver van de kern bevindt. Dan is de aantrekkingskracht tussen dit elektron en de kern laag. Daarom kan het gemakkelijk worden verwijderd. Maar als de atomaire straal laag is, dan is het elektron sterk aangetrokken tot de kern en is het moeilijk om het elektron uit het atoom te verwijderen.

Figuur 2: Patroon van variërende eerste ioniserende energieën van enkele chemische elementen

Tweede ionisatie-energie

Tweede ionisatie-energie kan worden gedefinieerd als de hoeveelheid energie die nodig is om een ​​buitenste elektron uit een gasvormig, positief geladen atoom te verwijderen. Verwijdering van een elektron uit een neutraal geladen atoom resulteert in een positieve lading. Dit komt omdat er niet genoeg elektronen zijn om de positieve lading van de kern te neutraliseren. Het verwijderen van een ander elektron uit dit positief geladen atoom vereist een zeer hoge energie. Deze hoeveelheid energie wordt de tweede ionisatie-energie genoemd.

Tweede ionisatie-energie is altijd een hogere waarde dan de eerste ionisatie-energie, omdat het heel moeilijk is om een ​​elektron te verwijderen uit een positief geladen atoom dan uit een neutraal geladen atoom; dit komt omdat de rest van de elektronen sterk worden aangetrokken door de kern na het verwijderen van één elektron uit een neutraal atoom.

Overeenkomsten tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie

  • Beide zijn energiegerelateerde termen.
  • De waarde van zowel elektronenaffiniteit als ionisatie-energie hangt af van de elektronenconfiguratie van het onderworpen atoom.
  • Beide tonen een patroon in het periodiek systeem.

Verschil tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie

Definitie

Elektronaffiniteit: Elektronaffiniteit is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een neutraal atoom of molecuul (in de gasfase) een elektron van buiten krijgt.

Ionisatieenergie: Ionisatie-energie is de hoeveelheid energie die een gasachtig atoom nodig heeft om een ​​elektron uit zijn buitenste baan te verwijderen.

Energie

Elektronaffiniteit: Elektronaffiniteit beschrijft de afgifte van energie aan de omgeving.

Ionisatieenergie: Ionisatie-energie beschrijft de opname van energie van buitenaf.

Electron Energy

Elektronaffiniteit: Elektronaffiniteit wordt gebruikt om elektronenversterking te beschrijven.

Ionisatieenergie: Ionisatie-energie wordt gebruikt om elektronenverwijdering te beschrijven.

Conclusie

Elektronenaffiniteit en ionisatie-energie zijn twee chemische termen die worden gebruikt om het gedrag van elektronen en atomen kwantitatief te beschrijven. Het belangrijkste verschil tussen elektronenaffiniteit en ionisatie-energie is dat elektronenaffiniteit de hoeveelheid energie geeft die vrijkomt wanneer een atoom een ​​elektron wint, terwijl ionisatie-energie de hoeveelheid energie is die nodig is om een ​​elektron uit een atoom te verwijderen. 

Referentie:

1. "Elektronaffiniteit." Chemie LibreTexts, Libretexts, 14 nov. 2017, hier beschikbaar.
2. Electron Affinity, Chem Guide, hier beschikbaar.
3. Helmenstine, Anne Marie. "Ionisatie Energiedefinitie en trend." ThoughtCo, 10 februari 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Electronaffiniteiten van de elementen" door Sandbh - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "First Ionization Energy" door Sponk (PNG-bestand) Glrx (SVG-bestand) Wylve (zh-Hans, zh-Hant) Palosirkka (fi) Michel Djerzinski (vi) TFerenczy (cz) Obsuser (sr-EC, sr-EL , hr, bs, sh) DePiep (elementen 104-108) Bob Saint Clar (fr) Shizhao (zh-Hans) Wiki LIC (es) Agung karjono (id) Szaszicska (hu) - Eigen werk gebaseerd op: Erste Ionisierungsenergie PSE color coded.png door Sponk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia