«Сродство к электрону»

электронное сродство, способность некоторых нейтральных атомов, молекул и радикалов свободных (См. Радикалы свободные) присоединять добавочные электроны, превращаясь в отрицательные Ионы. Мерой этой способности для частиц каждого определённого сорта служит энергия С. к э. S, равная разности энергии нейтрального атома (молекулы) в основном состоянии и энергии основного состояния отрицательного иона, образовавшегося после присоединения электрона.

У большинства атомов С. к э. связано с тем обстоятельством, что их внешние электронные оболочки не заполнены (см. Атом). К таким атомам относятся атомы Н и элементы 1-й группы периодической системы элементов (См. Периодическая система элементов) (один внешний s-электрон), а также атомы 3, 4, 5, 6, 7-й групп (неполное число р-электронов). Захват добавочного электрона атомами Fe, Со и Ni, у которых в нормальном состоянии 2 внешних s-электрона, как принято считать, приводит к заполнению свободного места на внутренней оболочке 3d.

Величина S точно определена лишь для немногих атомов (данные об S молекул и радикалов большей частью недостаточно надёжны). Прямо измерить S атомов можно, например, определив длину волны света λ₀, соответствующую т. н. порогу фотоотщепления (фотоотрыва) электрона от отрицательного иона: S = hc/λ₀ (h — Планка постоянная, с — Скорость света). Этим методом были установлены величины S атомов С, О, S, I, Cl. Использование для измерения 5 явления поверхностной ионизации (См. Поверхностная ионизация) (испарение атомов галогенов (См. Галогены) с поверхности раскалённого W) пока не дало точных значений S вследствие того, что из-за поликристаллической структуры вольфрама работа выхода одного и того же атома на различных участках его поверхности неодинакова. Со значительно большей точностью определяется разность S двух атомов, когда они испаряются с одной и той же поверхности, превращаясь при этом в отрицательные ионы. Типичные S атомов (в Электронвольтах): Н — 0,754; С — 1,25; О — 1,46; S — 2,1; F — 3,37; Cl — 3,65; Br — 3,35; I — 3,08. Величины S молекул и радикалов колеблются в широких пределах. В ряде случаев они составляют доли эв, но для NO₂ S > 3 эв, для OH S— 2эв, для CN S > 3 эв.

СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ - способность некоторых атомов и молекул присоединять добавочный электрон и превращаться в отрицательные ионы. Мерой сродства к электрону служит выделяющаяся при этом энергия. Наибольшим сродством к электрону обладают атомы галогенов (до 3-4 эВ). Отрицательное сродство к электрону означает, что присоединение электрона требует затраты соответствующей энергии.

СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ

способность нек-рых нейтральных атомов, молекул и свободных радикалов присоединять добавочные эл-ны, превращаясь в отрицат. ионы. Мерой этой способности служит положит. энергия С. к э. c, равная разности энергии нейтрального атома (молекулы) в основном состоянии и энергии осн. состояния отрицат. иона, образовавшегося после присоединения эл-на.

У большинства атомов С. к э. связано с тем, что их внеш. электронные оболочки не заполнены (см. АТОМ). Таковы атомы Н и элементов 1-й группы периодической системы элементов (имеющие лишь 1 внеш. s-эл-н), а также атомы элементов 3—7-й групп (неполное число р-эл-нов). Атомы с двумя внеш. s-эл-нами, как правило, не обладают С. к э. (щелочноземельные элементы, Hg и др.). Захват добавочного эл-на атомами Fe, Co и Ni, у к-рых в норм. состоянии тоже 2 внеш. s-эл-на, приводит, как принято считать, к заполнению свободного места на внутр. оболочке 3d.

Величина c точно определена лишь для немногих атомов (данные о c молекул и радикалов б. ч. недостаточно надёжны). Прямо измерить c атомов можно, напр., определив длину волны света l0, соответствующую т. н. порогу фотоотщепления (фотоотрыва) эл-на от отрицат. иона: c=hс/l0 (с — скорость света в вакууме). Этим методом были установлены величины c атомов С, О, S, I, Сl. Типичные значения c атомов (в эВ): Н — 0,754; С — 1,2; О - 1,46; S — 2,07—2,33; F — 3,40—3,62; Сl — 3,82; I — 3,08—3,23. Величины ОС молекул и радикалов колеблются в широких пределах. В ряде случаев они составляют доли эВ, но для NO2 c>3 эВ, для ОН c»2 эВ, для CN c>3 эВ.

частицы (молекулы, атома, иона), миним. энергия А, необходимая для удаления электрона из соответствующего отрицат. иона на бесконечность. Для частицы X С. к э. относится к процессу:

С. к э. равно энергии ионизации Eотрицат. иона X^- (первому потенциалу ионизации U₁, измеряется в эВ). По аналогии с потенциалом ионизации различают первое и второе С. к э., а также вертикальное и адиабатическое С. к э. многоатомной частицы. Термрдинамич. определение С. к э.-стандартная энтальпия р-ции (1) при абс. нуле т-ры:

= АN _А( А~> постоянная Авогадро).

Надежных эксперим. данных по С. к э. атомов и молекул до сер. 60-х гг. 20 в. практически не существовало. В настоящее время использование равновесных методов получения и исследования отрицат. ионов позволило получить первые С. к э. для большинства элементов периодич. системы и неск. сотен орг. и неорг. молекул. Наиб. перспективные методы определения С. к э.-фотоэлектронная спектроскопия (точность + 0,01 эВ) и масс-спектрометрич. исследование равновесий ионно-молекулярных реакций. Квантовомех. расчеты С. к э. аналогичны расчетам потенциалов ионизации. Наилучшая точность для многоатомных молекул составляет 0,05-0,1 эВ.

Наибольшим С. к э. обладают атомы галогенов. Для ряда элементов С. к э. близко к нулю или меньше нуля. Последнее означает, что для данного элемента устойчивого отрицат. иона не существует. В табл. 1 приведены значения С. к э. атомов, полученные методом фотоэлектронной спектроскопии (работы У. Лайнебергера с сотрудниками).

С. к э. молекул составляет, как правило, От 0 до 4 эВ (табл. 2).

Обнаружены молекулы с очень высокими значениями С. к э.-гекса-, пента- и тетрафториды переходных металлов. Наибольшим из известных в настоящее время значений С. к э. обладает PtF₆ (7,00 b 0,35 эВ).

С. к э. определяет окислит. способность частицы. Молекулы с высокими значениями С. к э.-сильные окислители. С их помощью были получены хим. соед. благородных газов, соед. внедрения в графите.

Существование многозарядных (Двух- и более) многоатомных отрицат. ионов в основном состоянии в газовой фазе до сих пор экспериментально не подтверждено. Возможен лишь квантовомех. расчет или расчет по циклу Борна-Габера второго или более высокого С. к э. для молекул. Для ряда мрлекул второе С. к э., полученное таким способом, является существенно положительным (PtF₆ 3,8 эВ, CrF₆ 2,44 эВ).

Лит.:Christophoroit А., McCorkle D., Christophorou L., "Electron-Mob Interactions and Their'Applications", 1984, v. 2, p. 423-641; Hotop H., Lineberger W.C., "Phys. Chem. Ref. Data", 1985, v. 14, № 3, p. 731-50.

М. В. Коробов.

сродство́ к электро́ну

способность некоторых атомов и молекул присоединять добавочный электрон и превращаться в отрицательные ионы. Мерой сродства к электрону служит выделяющаяся при этом энергия. Наибольшим сродством к электрону обладают атомы галогенов (до 3—4 эВ).

* * *

СРОДСТВО́ К ЭЛЕКТРО́НУ, способность некоторых атомов и молекул присоединять добавочный электрон и превращаться в отрицательные ионы. Мерой сродства к электрону служит выделяющаяся при этом энергия. Наибольшим сродством к электрону обладают атомы галогенов (до 3—4 эВ). Отрицательное сродство к электрону означает, что присоединение электрона требует затраты соответствующей энергии.

— см. Энергия сродства.

СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ — энергия (символ Е), которая выделяется или поглощается при присоединении электрона к изолированному атому (или иону), молекуле, радикалу без передачи частице кинетической энергии; выражается в Дж, кДж. Величина сродства к электрону важна для понимания природы хим. связи и процессов образования отрицательных ионов. Чем больше сродство к электрону, тем легче атом присоединяет электрон. Сродство атомов металлов к электрону равно нулю млн. приближается к нему, а у атомов неметаллов — тем больше, чем ближе они расположены по отношению к инертному газу в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева (см.) и тем более им присущи неметаллические свойства.