Ionisatie-energie versus elektronenaffiniteit
Atomen zijn de kleine bouwstenen van alle bestaande stoffen. Ze zijn zo klein dat we niet eens met ons blote oog kunnen waarnemen. Atoom bestaat uit een kern met protonen en neutronen. Behalve neutronen en positronen zijn er andere kleine subatomaire deeltjes in de kern. Bovendien cirkelen er elektronen rond de kern in een orbitaal. Door de aanwezigheid van protonen zijn atoomkernen positief geladen. De elektronen in de buitenste bol zijn negatief geladen. Daarom behouden de aantrekkende krachten tussen de positieve en negatieve ladingen van het atoom de structuur.
Ionisatieenergie
Ionisatie-energie is de energie die aan een neutraal atoom moet worden gegeven om er een elektron uit te verwijderen. Het verwijderen van een elektron betekent dat het op een oneindige afstand van de soort verwijderd wordt, zodat er geen aantrekkingskrachten zijn tussen het elektron en de kern. Ionisatie-energieën worden genoemd als eerste ionisatie-energie, tweede ionisatie-energie, enzovoort, afhankelijk van het aantal elektronen dat wordt verwijderd. Dit geeft aanleiding tot kationen met +1, +2, +3 ladingen enzovoort. Bij kleine atomen is de atoomstraal klein. Daarom zijn de elektrostatische aantrekkingskracht tussen het elektron en het neutron veel hoger in vergelijking met een atoom met een grotere atoomstraal. Dit verhoogt de ionisatie-energie van een klein atoom. Wanneer het elektron zich dichter bij de kern bevindt, neemt de ionisatie-energie toe. De (n + 1) ionisatie-energie is dus altijd hoger dan de nth ionisatie-energie. Bovendien variëren ze ook wanneer ze twee eerste ionisatie-energieën van verschillende atomen vergelijken. De eerste ionisatie-energie van natrium (496 kJ / mol) is bijvoorbeeld veel lager dan de eerste ionisatie-energie van chloor (1256 kJ / mol). Door één elektron te verwijderen, kan natrium de edelgasconfiguratie krijgen; daarom verwijdert het gemakkelijk het elektron. En ook de atomaire afstand is minder in natrium dan in chloor, wat de ionisatie-energie verlaagt. Dus de ionisatie-energie neemt toe van links naar rechts in een rij en van onder naar boven in een kolom van het periodiek systeem (dit is het omgekeerde van de atomaire afmetingstoename in het periodiek systeem). Bij het verwijderen van elektronen zijn er enkele gevallen waarin de atomen stabiele elektronenconfiguraties krijgen. Op dit punt hebben ionisatie-energieën de neiging om naar een hogere waarde te springen.
Elektronenaffiniteit
Elektronenaffiniteit is de hoeveelheid energie die vrijkomt bij het toevoegen van een elektron aan een neutraal atoom bij het produceren van een negatief ion. Slechts enkele atomen in het periodiek systeem ondergaan deze verandering. Edelgassen en sommige aardalkalimetalen geven geen voorkeur aan het toevoegen van elektronen, dus ze hebben geen elektronenaffiniteitsenergieën voor hen gedefinieerd. Maar p-blokelementen nemen graag elektronen op om de stabiele elektronenconfiguratie te krijgen. Er zijn enkele patronen in het periodiek systeem met betrekking tot de elektronenaffiniteiten. Met de toenemende atoomstraal wordt de elektronenaffiniteit verminderd. In het periodiek systeem over de rij (van links naar rechts) neemt de atoomstraal af, daarom neemt de elektronenaffiniteit toe. Chloor heeft bijvoorbeeld een hogere elektronennegativiteit dan zwavel of fosfor.
Wat is het verschil tussen ionisatie-energie en elektronenaffiniteit?
• Ionisatie-energie is de hoeveelheid energie die nodig is om een elektron uit een neutraal atoom te verwijderen. Elektronenaffiniteit is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer elektronen aan een atoom worden toegevoegd.
• Ionisatie-energie is gerelateerd aan het maken van kationen uit neutrale atomen en elektronenaffiniteit is gerelateerd aan het maken van anionen.
