Energia afinității electronice

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 iulie 2022; verificările necesită 2 modificări .

Energia afinității electronilor sau afinitatea electronică - energia eliberată sau absorbită în procesul de atașare a unui electron la un atom, moleculă sau sistem poliatomic.

În chimie și fizică atomică

În chimie și fizica atomică, obiectul de care va fi atașat un electron este un atom liber în starea sa fundamentală sau o moleculă, care în acest caz se transformă într-un ion negativ A - :

{\mathsf {A+e^{-}\rightarrow A^{-}+\varepsilon }}.

Aici este energia afinității electronilor. $\varepsilon$

Afinitatea electronică, așa înțeleasă, este numeric egală și opusă ca semn energiei de ionizare a anionului izolat cu încărcare unică . Se exprimă în kilojulii pe mol (kJ/mol) sau electron volți pe atom (eV/atom).

Spre deosebire de potențialul de ionizare al unui atom , care are întotdeauna o valoare endoenergetică, afinitatea unui atom pentru un electron este descrisă atât de valori exoenergetice, cât și de valori endoenergetice.

Tabelul 1. Energia afinității electronice a unor atomi, eV

Element	ε	Element	ε	Element	ε
H	0,754	N / A	0,548	K	0,502
El	-0,54	mg	-0,4	Ca	-0,3
Li	0,618	Al	0,441	sc	0,14
Fi	-0,5	Si	1.385	Ti	-0,40
B	0,277	P	0,747	V	-0,94
C	1.263	S	2.077	Cr	-0,98
N	-0,07	Cl	3.617	Mn	1.07
O	1.461	Br	3.365	Fe	-0,58
F	3.399	eu	3.06	co	-0,94
Ne	-1,2(2)			Ni	-1,28
				Cu	-1,80

Afinitatea electronică determină puterea de oxidare a unei particule. Moleculele cu afinitate electronică mare sunt agenți oxidanți puternici. Elementele grupelor 1 și 7 au cea mai mare afinitate pentru un electron ( p - elemente din grupa VII). Cea mai mică afinitate electronică pentru atomii cu configurația s 2 ( Be , Mg , Zn ) și s 2 p 6 ( Ne , Ar ) sau cu orbitali p pe jumătate ( N , P , As ):

masa 2

	Li	Fi	B	C	N	O	F	Ne
Configuratie electronica	s 1	s2 _	s 2 p 1	s 2 p 2	s 2 p 3	s 2 p 4	s 2 p 5	s 2 p 6
ε, eV	-0,59	0,19	-0,30	-1,27	0,21	-1,47	-3,45	0,22

Mici discrepanțe în cifre între tab. 1 și masa. 2 se datorează faptului că datele sunt preluate din surse diferite, precum și erorii de măsurare.

Hexafluorura de platină are cea mai mare afinitate electronică : 7,00±0,35 eV [1] .

În fizica stării solide

În fizica stării solide , în fizica semiconductorilor și a dielectricilor , afinitatea electronică este înțeleasă ca distanța energetică dintre marginea benzii de conducere a unui material și energia minimă a unui electron în vid [2] .

Această distanță este egală cu energia eliberată atunci când un electron se deplasează de la vid (nivel de energie ) la mediu, electronul dat lovind partea de jos a benzii de conducție . $E_{vac)$ $E_{c}$

În acest caz, obiectul care acceptă un electron nu este un singur atom sau moleculă, ci grosimea materialului. Pentru energia afinității electronilor în fizica stării solide, se utilizează denumirea sau (din engleză afinitate electronică ): $\chi$ $E_{ea}$

E_{ea}\equiv \chi =E_{vac}-E_{c)

iar unitatea de măsură este electronvoltul.

Valorile numerice ale cantității diferă semnificativ de valorile pentru atomi individuali ai aceleiași substanțe. De exemplu, afinitatea electronilor pentru un cristal de siliciu este de 4,05 eV, iar pentru un atom de siliciu, 1,39 eV/atom. $\chi$ $\varepsilon$

Cunoașterea cantităților este importantă pentru construirea diagramelor de benzi de energie ale heterostructurilor multistrat , deoarece discontinuitatea benzilor la heterointerfețe depinde de aceste mărimi. $\chi$

Alături de afinitatea electronică, atunci când se studiază structurile cu semiconductori, se utilizează conceptul de funcție de lucru . Acesta din urmă este egal cu diferența dintre nivelul de vid și energia Fermi de lângă suprafața materialului luat în considerare. În același timp, dacă practic nu depinde de concentrația de dopanți și de prezența unei tensiuni externe, atunci poate varia. Această variaţie se datorează unei schimbări de poziţie faţă de marginile benzilor de energie , . $W=E_{vac}-E_{F}$ $E_{vac)$ $\chi$ $W$ $E_F$ $E_{v}$ $E_{c}$

Note

↑ Enciclopedia chimică / Colegiul editorial: Knunyants I.L. şi altele.- M . : Enciclopedia sovietică, 1995. - T. 4 (Pol-Trei). — 639 p. — ISBN 5-82270-092-4 .
↑ V. N. Glazkov. Fenomene de contact în semiconductori. Construirea diagramelor energetice ale contactelor semiconductoare (note pentru cursuri de fizică generală) . MIPT (2018). — vezi pagina 5. Consultat la 26 septembrie 2021. (nedefinit)

Literatură

Akhmetov N. S. Probleme de actualitate ale cursului de chimie anorganică. - M .: Educaţie, 1991. - 224 p. ISBN 5-09-002630-0
Korolkov DV Fundamentele chimiei anorganice. - M .: Educaţie, 1982. - 271 p.

Chimie structurală
legătură chimică	Aromaticitate legătură covalentă Legătură ionică conexiune metalica legătură de hidrogen Interacțiunea donor-acceptor Tautomerism Legătura Van der Waals
Afișarea structurii	Grup functional Formula structurala Formula scheletică grafic molecular ZÂMBETE Formula chimica ligand Geometria coordonării Sfera de coordonare
Proprietăți electronice	Electronegativitatea afinitatea electronică Energie de ionizare Polaritatea legăturilor chimice Regula octetului
Stereochimie	atom asimetric izomerie Configurare Chiralitate Conformaţie