موسوعة الكيمياء : ألفة إلكترونية

ألفة إلكترونية

في الكيمياء الألفة الإلكترونية هي كمية الطاقة الممتصة عند إضافة إلكترون لذرة غازية متعادلة لتكوين أيون غازي بشحنة مقدارها -1. وتصبح شحنتها سالبة عند انطلاق الطاقة.

الألفة الإلكترونية هي إذا فرق الطاقة بين الحالة القاعية لذرة (متعادلة) أو جزيئ (متعادل) والحالة القاعية لأيونه السالب، أي هي كمية الطاقة اللازمة لتحريرها/أو الحصول عليها لذرة، أو جزيئ لاكتساب إلكترون .

وحدة الألفة للإلكترونات هي وحدة طاقة ومحتسب بالإلكترون فولت وهي وحدة مناسبة لصغر الذرات . وهي تعبر عن مقياس قوة ذرة متعادلة أو جزيئ متعادل لاقتناء إلكترون إضافي. والعملية العكسية - وهي فصل إلكترون من ذرة متعادلة أو جزيئ - تسمى تأين والطاقة الازمة لذلك تسمى طاقة تأين .

الألفة للإلكترونات من الصفات التي تتغير في الجدول الدوري للعناصر .

معظم العناصر لها ألفة إلكترونية سالبة. الكلور أقوى العناصر التي يمكن أن تقوم بهجوم على الإلكترونات واقتناصها حيث يبلغ ألفته الإلكترونية -62و3 إلكترون فولت , بينما الرادون أضعفها (انظر الجدول الدوري المرفق وبه قيم الألفة الإلكترونية بالإلكترون فولت).

ورغم أن الألفة الإلكترونية تتغير بطريقة عشوائية خلال الجدول الدوري, يلاحظ بعض الاتجاهات لها. فبصفة عامة, اللا فلزات لها ألفة إلكترونية أكبر من الفلزات. كما أن الغازات النبيلة تعتبر استثناء : ولها ألفة إلكترونية موجبة

الألفة الإلكترونية بالكيلوجول/مول

هذا الجدول الذى فى الصورة 

 يعطي الألفة الإلكترونية للعناصر بوحدة كيلوجول/مول.

اضغط على الصورة للتكبير

هذا الجدول يعطي الألفة الإلكترونية للعناصر ب إلكترون فولت ، أي لكل ذرة.

1 H

-0,76 He+0,22 2 Li-0,62 Be

+0,20 B

-0,28 C

-1,26 N

+0,07 O

-1,46 F

-3,40 Ne+0,30

3 Na

-0,55 Mg+0,20 Al

-0,45 Si

-1,39 P

-0,75 S

-2,07 Cl

-3,62 Ar+0,36

4 K

-0,50 Ca+0,10 Sc

-0,19 Ti

-0,08 V

-0,53 Cr

-0,66 Mn

     Fe

-0,17 Co-0,66 Ni

-1,16 Cu

-1,22 Zn

+0,49 Ga-0,30 Ge

-1,20 As

-0,81 Se

-2,02 Br

-3,37 Kr+0,40 5 Rb-0,49 Sr+0,05 Y-0,31 Zr

-0,43 Nb

-0,89 Mo

-0,75 Tc-0,55 Ru-1,05 Rh-1,14 Pd

-0,56 Ag

-1,31 Cd +0,33 In

-0,30 Sn

-1,20 Sb

-1,07 Te

-1,97 I

-3,06 Xe+0,43 6 Cs-0,47 Ba+0,15 Lu-0,34 Hf

     Ta

-0,32 W

-0,82 Re-0,15 Os-1,10 Ir

-1,05 Pt

-2,13 Au

-2,31 Hg

+0,63 Tl

-0,21 Pb

-0,36 Bi

-0,94 Po

-1,90 At

-2,80 Rn+0,43 7 Fr-0,46 Ra  Lr  Rf  Db  Sg  Bh  Hs  Mt  Ds  Rg  Cn  Uut  Uuq  Uup  Uuh  Uus  Uuo

اتجاهات الألفة الإلكترونية:

• تتأثر الألفة الإلكترونية بنظرية الثمانيات. المجموعة السابعة عشر (الفلور, الكلور, البروم, اليود, الأستاتين) تميل لاكتساب إلكترون وتكون أنيونات بشحنة سالبة واحدة. بينما الغازات النبيلة في المجموعة الثامنة عشر تمتلك بالفعل ثمان إلكترونات في مدارها الأخير, وعلى هذا فإن إضافة إلكترون آخر يتطلب كمية كبيرة من الطاقة, ولكن ذلك ممكن الحدوث.
• المجموعة الثانية التي تبدأ بالبيريليوم, والمجموعة الثانية عشر التي تبدأ بالزنك لها أيضا ميل إلكتروني موجب لأن لها مستوى فرعي s أو d ممتليء.
• العناصر في المجموعة الخامسة عشر لها ميل إلكتروني ضعيف كما أن النيتروجين موجب. والسبب أنه يحدث ثبات نسبي بامتلاء المستويات نصفيا.
• تزيد الألفة الإلكترونية خلال الصف في الجدول الدوري (حيث أن نصف القطر يقل, نظرا لزيادة الجذب الناتج من النواة, وزيادة الإلكترونات في المدار الأخير, مما يساعد النواة على الوصول لأقصى ثبات) ويقل بالاتجاه لأسفل (نظرا لزيادة نصف القطر وزيادة عدد الإلكترونات مما يقلل ثبات الذرة, حيث يدفع كل منهما الآخر.

الألفة الإلكترونية لا تقتصر فقط على العناصر وإنا تمتد أيضا للجزيئات. فمثلا الميل الإلكتروني للبنزين موجب, وللنفثالين قيمته تقترب من الصفر وللأنثراسين موجب. وأوضحت تجارب المحاكاة التي أجريت على الحاسوب أن الألفة الإلكترونية للهيكسا سيانو بنزين تتفوق على الخاصة بالفلور.

تحويل وحدة إلكترون فولت

للحصول عل الألفة الإلكتروني لذرة واحدة يجب تحويل وحدة كيلوجول/ مول ، وذلك بمعرفة عدد الذرات في 1 مول = 6,022·1023. نقوم إذا بقسمة كيلوجول/مول على 6,022·1023 فنحصل على كيلوجول/ذرة . ونظرا لأن :

1eV=1,602·10−22kJ

فيكون معامل التحويل : 0,0103657 eV·mol/kJ.