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。

定义

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。

X(g)→ X(g)+ eΔH=Eea

在固体物理学之中,对于一表面的电子亲合能定义不同。

其他定义

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。

元素的电子亲合能

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。

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

电子亲合能Eea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。1

列表及参考资料分子电子亲合能
  (kJ/mol)参考资料
双原子分子
溴(分子)244Janousek & Brauman (1979)
氯气227Janousek & Brauman (1979)
氟气297Janousek & Brauman (1979)
碘(分子)246Janousek & Brauman (1979)
氧气43CRC Handbook
溴化碘251Janousek & Brauman (1979)
氯化锂59Janousek & Brauman (1979)
一氧化氮2Janousek & Brauman (1979)
三原子分子
二氧化氮222Janousek & Brauman (1979)
二氧化硫105Janousek & Brauman (1979)
多原子分子
−110Janousek & Brauman (1979)
1,4-苯二酮129CRC Handbook
三氟化硼255CRC Handbook
硝酸59Janousek & Brauman (1979)
硝基甲烷38Janousek & Brauman (1979)
三氯化磷134Janousek & Brauman (1979)
六氟化硫138CRC Handbook
四氰乙烯278CRC Handbook
六氟化钨264CRC Handbook
六氟化铀280CRC Handbook
参见

Koopmans' theorem

One-electron reduction

游离能

电负性

价电子

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学

电子亲合能

图文简介

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。