在一般化學與原子物理學中,电子亲合能(或电子亲和势、电子亲和力,electron affinity,Eea)的定義是,將使一個電子脫離一個氣態的離子或分子所需耗費,或是釋出的能量。
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在固態物理學之中,對於一表面的電子親合能定義不同。
除以上定義(定義一)之外,電子親合能還有兩種定義方式:
定義二和定義一等價,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 价离子時放出的能量。此定義下的電子親合能和定義一相同。不過此定義下,放出能量時电子亲和能為正,吸收能量時电子亲和能為負,正負號的使用和一般熱力學的定義恰好相反。
定義三,是將一物質的原子或分子獲得一個電子,變成 -1 价离子時的能量變化。放熱時數值為負,吸熱時數值為正。定義三的正負號使用和一般熱力學的定義相同。但其電子親合能恰為定義一的負值。(此定義為舊版IUPAC定義)
本文採用定義一的電子親合能。
並非所有的元素的電子親合能均為正,電子親合能為正表示其 -1 價的離子需吸收能量才能變為電中性的原子(早期的教科書寫有些元素,例如稀有氣體,其電子親合能為負,此說法並未被現代的化學家接受)。若其陰離子較不穩定,容易變成原子,則其電子親合能較低。元素中氯的電子親合能最高,汞和稀有氣體等元素的電子親合能都接近零。一般來說,非金屬的電子親合能都比金屬高。
总的来说,同一周期从左至右,價殼層電子递增,使得原子穩定性上昇,原子半径递减,对电子的吸引能力渐强,因而電子親合能递增;同族元素从上到下,因原子半径的增大,而且總電子數增加,原子穩定性下降,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。
下列数据以kJ/mol为单位。带星号的元素在量子力学基態被认为有接近零的电子亲合能。
週期 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 电子层 | O族电子数 | |
| |||||||||||||||||||||
族 | I A | 0 | |||||||||||||||||||
1 | 73 H 氢 | * He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
2 | 60 Li 锂 | * Be 铍 | 27 B 硼 | 122 C 碳 | -7 N 氮 | 141 O 氧 | 328 F 氟 | * Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
3 | 53 Na 钠 | * Mg 镁 | 42 Al 铝 | 134 Si 硅 | 72 P 磷 | 200 S 硫 | 349 Cl 氯 | * Ar 氩 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
4 | 48 K 钾 | 2 Ca 钙 | 18 Sc 钪 | 8 Ti 钛 | 51 V 钒 | 65 Cr 铬 | 0 Mn 锰 | 15 Fe 铁 | 64 Co 钴 | 112 Ni 镍 | 119 Cu 铜 | * Zn 锌 | 41 Ga 镓 | 119 Ge 锗 | 79 As 砷 | 195 Se 硒 | 325 Br 溴 | * Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
5 | 47 Rb 铷 | 5 Sr 锶 | 30 Y 钇 | 41 Zr 锆 | 86 Nb 铌 | 72 Mo 钼 | 53 Tc 锝 | 101 Ru 钌 | 110 Rh 铑 | 54 Pd 钯 | 126 Ag 银 | * Cd 镉 | 39 In 铟 | 107 Sn 锡 | 101 Sb 锑 | 190 Te 碲 | 295 I 碘 | * Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
6 | 46 Cs 铯 | 14 Ba 钡 | 镧系 | * Hf 铪 | 31 Ta 钽 | 79 W 钨 | 15 Re 铼 | 104 Os 锇 | 150 Ir 铱 | 205 Pt 铂 | 223 Au 金 | * Hg 汞 | 36 Tl 铊 | 35 Pb 铅 | 91 Bi 铋 | 190 Po 钋 | 270 At 砹 | * Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
7 | Fr 钫 | Ra 镭 | 锕系 | Rf 𬬻 | Db 𬭊 | Sg 𬭳 | Bh 𬭛 | Hs 𬭶 | Mt 鿏 | Ds 𫟼 | Rg 𬬭 | Cn 鿔 | Nh 鿭 | Fl 𫓧 | Mc 镆 | Lv 𫟷 | Ts 鿬 | Og 鿫 | |||
镧系元素 | 45 La 镧 | 92 Ce 铈 | Pr 镨 | Nd 钕 | Pm 钷 | Sm 钐 | Eu 铕 | Gd 钆 | Tb 铽 | Dy 镝 | Ho 钬 | Er 铒 | 99 Tm 铥 | Yb 镱 | 33 Lu 镥 | ||||||
锕系元素 | Ac 锕 | Th 钍 | Pa 镤 | U 铀 | Np 錼 | Pu 鈽 | Am 鋂 | Cm 锔 | Bk 鉳 | Cf 锎 | Es 锿 | Fm 镄 | Md 钔 | No 锘 | Lr 铹 |
碱金属 | 碱土金属 | 镧系元素 | 锕系元素 | 过渡金属 |
主族金属 | 类金属 | 非金属 | 卤素 | 稀有氣體 |
元素 | 电子亲合能 (kJ/mol) | 参考资料 |
---|---|---|
氢 | 72.77 | Pekeris (1962). Lykke, Murray & Lineberger (1991). |
氦 | -48±20(估计) | |
锂 | 59.62 | Hotop & Lineberger (1985). Dellwo et al. (1992). Haeffler et al. (1996a). |
铍 | -48±20(估计) | |
硼 | 26.99 | Scheer, Bilodeau & Haugen (1998). |
碳 | 121.78 | Scheer et al. (1998a). |
氮 | -6.8 | |
氧 | 141.004 | Hotop & Lineberger (1985). Blondel (1995). Valli, Blondel & Delsart (1999). |
氟 | 328.165 | Blondel et al. (1989). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001). |
氖 | -116±19(估计) | |
钠 | 52.87 | Hotop & Lineberger (1985) |
铝 | 41.86 | Scheer et al. (1998b) |
硅 | 134.07 | Scheer et al. (1998a). Blondel, Delsart & Goldfarb (2001). |
磷 | 72.03 | Hotop & Lineberger (1985). |
硫 | 200.410 | Blondel (1995). |
氯 | 349 | Moore (1970). |
鉀 | 48.38 | Slater et al. (1978). Andersson et al. (2000). |
钙 | 2.37 | Petrunin et al. (1996). |
鈧 | 18(2) | Feigerle, Herman & Lineberger (1981). |
钛 | 8.4(7) | Ilin, Sakharov & Serenkov (1987). |
釩 | 51 | Hotop & Lineberger (1985). |
鉻 | 65.2 | Bilodeau, Scheer & Haugen (1998). |
铁 | 14.6(3) | Leopold & Lineberger (1986). |
鈷 | 64.0 | Scheer et al. (1998c). |
鎳 | 111.6 | Scheer et al. (1998c). |
銅 | 119.24 | Bilodeau, Scheer & Haugen (1998). |
镓 | 41(3) | Williams et al. (1998a). |
锗 | 118.94 | Scheer et al. (1998a). |
砷 | 78.5(7) | Lippa et al. (1998). |
硒 | 194.97 | Hotop & Lineberger (1985). Mansour et al. (1988). |
溴 | 342.54 | Blondel et al. (1989). |
銣 | 46.89 | Frey, Breyer & Hotop (1978). |
鍶 | 5.02 | Andersen et al. (1997). |
釔 | 30 | Feigerle, Herman & Lineberger (1981). |
鋯 | 41 | Hotop & Lineberger (1985). |
鈮 | 86(2) | Hotop & Lineberger (1985). |
鉬 | 72.3 | Bilodeau, Scheer & Haugen (1998). |
釕 | 101.0 | Norquist et al. (1999). |
銠 | 110.3 | Scheer et al. (1998c). |
鈀 | 54.24 | Scheer et al. (1998c). |
银 | 125.86 | Biladeau, Scheer & Haugen (1998). |
銦 | 39 | Williams et al. (1998b). |
錫 | 107.30 | Scheer et al. (1998a). |
銻 | 101.06 | Scheer, Haugen & Beck (1997). |
碲 | 190.16 | Hotop & Lineberger (1985). Haeffler et al. (1996b). |
碘 | 295 | Moore (1970). |
銫 | 45.51 | Slater et al. (1978). Scheer et al. (1998d). |
鋇 | 13.95 | Petrunin et al. (1995). |
鑭 | 45(2) | Covington et al. (1998). |
鈰 | 92(2) | Davis & Thompson (2002a). |
銩 | 99(2) | Davis & Thompson (2002b). |
鎦 | 33 | Davis & Thompson (2001). |
鉿 | 0.00 | Periodic Table of the Elements(2017) |
鉭 | 31 | Hotop & Lineberger (1985). |
钨 | 79 | Hotop & Lineberger (1985). Bengali et al. (1992). |
鋨 | 104.0 | Biladeau & Haugen (2000). |
銥 | 150.9 | Biladeau et al. (1999). |
铂 | 205.04 | Biladeau et al. (1999). |
金 | 222.75 | Hotop & Lineberger (1985). |
鉈 | 36 | Carpenter, Covington & Thompson (2000). |
铅 | 35 | Hotop & Lineberger (1985). |
鉍 | 90.92 | Biladeau & Haugen (2001). |
钋 | 183.3 | |
砹 | 270.1 |
電子親合能 Eea 的定義也可以延伸到分子。如苯和萘的電子親合能為負值,而蒽 、菲、芘的電子親合能為正值。電腦模擬實驗證實六氰基苯 C6(CN)6 的電子親合能較富勒烯要高。
分子 | 电子亲合能 (kJ/mol) | 参考资料 |
---|---|---|
雙原子分子 | ||
溴(分子) | 244 | Janousek & Brauman (1979) |
氯氣 | 227 | Janousek & Brauman (1979) |
氟氣 | 297 | Janousek & Brauman (1979) |
碘(分子) | 246 | Janousek & Brauman (1979) |
氧氣 | 43 | CRC Handbook |
溴化碘 | 251 | Janousek & Brauman (1979) |
氯化鋰 | 59 | Janousek & Brauman (1979) |
一氧化氮 | 2 | Janousek & Brauman (1979) |
三原子分子 | ||
二氧化氮 | 222 | Janousek & Brauman (1979) |
二氧化硫 | 105 | Janousek & Brauman (1979) |
多原子分子 | ||
苯 | −110 | Janousek & Brauman (1979) |
1,4-苯二酮 | 129 | CRC Handbook |
三氟化硼 | 255 | CRC Handbook |
硝酸 | 59 | Janousek & Brauman (1979) |
硝基甲烷 | 38 | Janousek & Brauman (1979) |
三氯化磷 | 134 | Janousek & Brauman (1979) |
六氟化硫 | 138 | CRC Handbook |
四氰乙烯 | 278 | CRC Handbook |
六氟化鎢 | 264 | CRC Handbook |
六氟化鈾 | 280 | CRC Handbook |
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