與第一電離勢(shì)相對(duì)應(yīng),基態(tài)氣態(tài)原子獲得一個(gè)電子成為氣態(tài)一價(jià)負(fù)離子的能量稱為該元素的第一電子親和能,記為E1同樣,也有第二、第三電子親和能,記為E1(E2、E3)等。例如
Cl(g)+e- = Cl-(g) E1=-348.6kJ/mol
電子親和能的大小反映了原子獲得電子的難易。親和能數(shù)值越大,則氣態(tài)原子結(jié)合一個(gè)電子釋放的能量越多,與電子的結(jié)合越穩(wěn)定,表明該元素的原子越易獲得電子,故非金屬性越強(qiáng)。反之亦然。
電子親和能難于直接測(cè)定,數(shù)據(jù)的完整性遠(yuǎn)不如電離能,且有較大誤差。表4-4列出主族素的第一電子親和能。
表4-4 主族元素的第一電子親和能(kJ/mol)
H -72.7 |
He +48.2 |
||||||
Li -59.6 |
Be +48.2 |
B -26.7 |
C -121.9 |
N +6.75 |
O -141.0 |
F -328.0 |
Ne +115.8 |
Na -52.9 |
Mg +38.6 |
Al -42.5 |
Si -133.6 |
P -72.1 |
S -200.4 |
Cl -349.0 |
Ar +96.5 |
K -48.4 |
Ca +28.9 |
Ga -28.9 |
Ge -115.8 |
As -78.2 |
Se -195.0 |
Br -324.7 |
Kr +96.5 |
Rb -46.9 |
Sr +28.9 |
In -28.9 |
Sn -115.8 |
Sb -103.2 |
Te -190.2 |
I -295.1 |
Xe +77.2 |
電子親和能的大小取決于原子的有效核電荷、原子半徑和原子的電子構(gòu)型。它們的周期性規(guī)律如圖4-8所示。
周期表中,同一周期從左到右,電子親和能逐漸增大。因?yàn)樵佑行Ш穗姾稍龃?,原子半徑逐漸減小,隨著最外層電子數(shù)目的增多,原子更易獲得電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),以鹵族元素?cái)?shù)值最大。同族元素從上到下電子親和能逐漸減小。但第二周期N、O、F三元素反而比第三周期的P、S、Cl電子親和能要小,這是因?yàn)镹、O、F的原子半徑很小,電子云密度很大,電子間斥力增大所致。有些元素素電離能較高,電子難以電離,并不意味著易于結(jié)合電子。例如稀有氣體外層為8電子穩(wěn)定構(gòu)型,丟失電子和獲得電子都不容易。