Unterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie

Hauptunterschied - Elektronenaffinität vs. Ionisierungsenergie

Elektronen sind subatomare Teilchen von Atomen. Es gibt viele chemische Konzepte, um das Verhalten von Elektronen zu erklären. Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie sind zwei solcher Konzepte in der Chemie. Elektronenaffinität ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein neutrales Atom oder Molekül ein Elektron gewinnt. Elektronenaffinität kann auch als Elektronenverstärkungsenthalpie bezeichnet werden, wenn die Bedeutung betrachtet wird, aber es handelt sich um unterschiedliche Ausdrücke, da Elektronenverstärkungsenthalpie die Energiemenge beschreibt, die von der Umgebung absorbiert wird, wenn ein Atom ein Elektron gewinnt. Ionisierungsenergie ist dagegen die Energiemenge, die erforderlich ist, um ein Elektron aus einem Atom zu entfernen. Der Hauptunterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie ist der Elektronenaffinität gibt die Energiemenge an, die freigesetzt wird, wenn ein Atom ein Elektron gewinnt, während Ionisierungsenergie die Energiemenge ist, die erforderlich ist, um ein Elektron aus einem Atom zu entfernen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Elektronenaffinität?
- Definition, endotherme und exotherme Reaktionen
2. Was ist Ionisierungsenergie?
- Definition, erste Ionisierung, zweite Ionisierung
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie?
- Überblick über gemeinsame Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atom, Elektron, Elektronenaffinität, Elektronenverstärkungsenthalpie, Erste Ionisierungsenergie, Ionisierungsenergie, Zweite Ionisierungsenergie


Was ist Elektronenaffinität?

Elektronenaffinität ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein neutrales Atom oder ein Molekül (in der Gasphase) ein Elektron von außen gewinnt. Diese Elektronenzugabe bewirkt die Bildung einer negativ geladenen chemischen Spezies. Dies kann durch Symbole wie folgt dargestellt werden.

X + e → X + Energie

Die Anlagerung eines Elektrons an ein neutrales Atom oder ein Molekül setzt Energie frei. Dies wird als exotherme Reaktion bezeichnet. Diese Reaktion führt zu einem negativen Ion. Wenn jedoch ein anderes Elektron zu diesem negativen Ion hinzugefügt wird, sollte Energie gegeben werden, um mit dieser Reaktion fortzufahren. Dies liegt daran, dass das ankommende Elektron von den anderen Elektronen abgestoßen wird. Dieses Phänomen wird als endotherme Reaktion bezeichnet.

Daher sind die ersten Elektronenaffinitäten negative Werte und die zweiten Elektronenaffinitätswerte der gleichen Spezies positive Werte.

Erste Elektronenaffinität: X(G) + e → X(G)   

Zweite Elektronenaffinität: X (G) + e → X (G)-2  

Die Elektronenaffinität zeigt periodische Schwankungen im Periodensystem. Dies liegt daran, dass das ankommende Elektron zum äußersten Orbital eines Atoms hinzugefügt wird. Die Elemente des Periodensystems sind in aufsteigender Reihenfolge ihrer Ordnungszahl angeordnet. Wenn die Ordnungszahl zunimmt, steigt die Anzahl der Elektronen, die sie in ihren äußersten Orbitalen haben.


Abbildung 1: Variation der Elektronenaffinität entlang einer Periode des Periodensystems

Im Allgemeinen sollte die Elektronenaffinität entlang der Periode von links nach rechts zunehmen, da die Anzahl der Elektronen entlang einer Periode zunimmt; Daher ist es schwierig, ein neues Elektron hinzuzufügen. Bei der experimentellen Analyse zeigen die Werte der Elektronenaffinität eher ein Zick-Zack-Muster als ein Muster, das einen allmählichen Anstieg zeigt.

Was ist Ionisierungsenergie?

Ionisierungsenergie ist die Energiemenge, die ein gasförmiges Atom benötigt, um ein Elektron aus seinem äußersten Orbital zu entfernen. Dies wird als Ionisierungsenergie bezeichnet, da das Atom nach dem Entfernen eines Elektrons eine positive Ladung erhält und zu einem positiv geladenen Ion wird. Jedes chemische Element hat einen spezifischen Ionisierungsenergiewert, da Atome eines Elements sich von Atomen eines anderen Elements unterscheiden. Zum Beispiel beschreiben die erste und zweite Ionisierungsenergie die Energiemenge, die ein Atom benötigt, um ein Elektron bzw. ein anderes Elektron zu entfernen.

Erste Ionisierungsenergie

Die erste Ionisierungsenergie ist die Energiemenge, die ein gasförmiges neutrales Atom benötigt, um sein äußerstes Elektron zu entfernen. Dieses äußerste Elektron befindet sich im äußersten Orbital eines Atoms. Daher hat dieses Elektron die höchste Energie unter den anderen Elektronen dieses Atoms. Daher ist die erste Ionisierungsenergie die Energie, die benötigt wird, um das Elektron mit der höchsten Energie aus einem Atom zu entladen. Diese Reaktion ist im Wesentlichen eine endotherme Reaktion.

Dieses Konzept steht im Zusammenhang mit einem neutral geladenen Atom, da sich neutral geladene Atome nur aus der ursprünglichen Anzahl von Elektronen zusammensetzen, aus denen das Element bestehen sollte. Die hierfür benötigte Energie hängt jedoch von der Art des Elements ab.Wenn alle Elektronen in einem Atom gepaart sind, ist eine höhere Energie erforderlich. Wenn ein ungepaartes Elektron vorhanden ist, benötigt es weniger Energie. Der Wert hängt jedoch auch von anderen Fakten ab. Wenn zum Beispiel der Atomradius hoch ist, ist eine geringe Energiemenge erforderlich, da das äußerste Elektron weit vom Kern entfernt ist. Dann ist die Anziehungskraft zwischen diesem Elektron und dem Kern gering. Daher kann es leicht entfernt werden. Wenn der Atomradius jedoch niedrig ist, wird das Elektron stark vom Kern angezogen und es ist schwierig, das Elektron aus dem Atom zu entfernen.


Abbildung 2: Muster der unterschiedlichen ersten ionisierenden Energien einiger chemischer Elemente

Zweite Ionisierungsenergie

Die zweite Ionisierungsenergie kann als die Energiemenge definiert werden, die erforderlich ist, um ein äußerstes Elektron aus einem gasförmigen, positiv geladenen Atom zu entfernen. Die Entfernung eines Elektrons aus einem neutral geladenen Atom führt zu einer positiven Ladung. Dies liegt daran, dass es nicht genügend Elektronen gibt, um die positive Ladung des Kerns zu neutralisieren. Das Entfernen eines anderen Elektrons aus diesem positiv geladenen Atom erfordert eine sehr hohe Energie. Diese Energiemenge wird als zweite Ionisierungsenergie bezeichnet.

Die zweite Ionisierungsenergie ist immer ein höherer Wert als die erste Ionisierungsenergie, da es sehr schwierig ist, ein Elektron aus einem positiv geladenen Atom zu entfernen als aus einem neutral geladenen Atom; Dies liegt daran, dass der Rest der Elektronen vom Kern stark angezogen wird, nachdem ein Elektron aus einem neutralen Atom entfernt wurde.

Ähnlichkeiten zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie

  • Beides sind energetische Begriffe.
  • Der Wert sowohl der Elektronenaffinität als auch der Ionisierungsenergie hängt von der Elektronenkonfiguration des untersuchten Atoms ab.
  • Beide zeigen ein Muster im Periodensystem.

Unterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie

Definition

Elektronenaffinität: Elektronenaffinität ist die Menge an Energie, die freigesetzt wird, wenn ein neutrales Atom oder Molekül (in der Gasphase) ein Elektron von außen gewinnt.

Ionisationsenergie: Ionisierungsenergie ist die Energiemenge, die ein gasförmiges Atom benötigt, um ein Elektron aus seinem äußersten Orbital zu entfernen.

Energie

Elektronenaffinität: Elektronenaffinität beschreibt die Freisetzung von Energie in die Umgebung.

Ionisationsenergie: Ionisierungsenergie beschreibt die Absorption von Energie von außen.

Elektronenenergie

Elektronenaffinität: Elektronenaffinität wird zum Beschreiben von Elektronen verwendet.

Ionisationsenergie: Ionisierungsenergie wird verwendet, um das Entfernen von Elektronen zu beschreiben.

Fazit

Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie sind zwei chemische Begriffe, mit denen das Verhalten von Elektronen und Atomen quantitativ beschrieben wird. Der Hauptunterschied zwischen Elektronenaffinität und Ionisierungsenergie besteht darin, dass Elektronenaffinität die Energiemenge ergibt, die freigesetzt wird, wenn ein Atom ein Elektron gewinnt, während Ionisierungsenergie die Energiemenge ist, die zum Entfernen eines Elektrons aus einem Atom erforderlich ist.

Referenz:

1. "Elektronenaffinität". Chemie LibreTexts, Libretexts, 14. November 2017,