Elektronenaffinität

Elektronenaffinität bezeichnet die Energieänderung, die entsteht, wenn ein Elektron zu einem neutralen Gas-Atomen aufgenommen wird, um ein Anion zu bilden: A(g) + e− → A−(g). Die gängige Definition betrachtet die Elektronenaffinität als die freigesetzte Energie dieses Prozesses. Positive Werte bedeuten, dass Energie freigesetzt wird (exotherm), negative Werte dagegen, dass Energie zugeführt werden muss (endotherm).

Erste Elektronenaffinität bezieht sich auf das Hinzufügen des ersten Elektrons zu einem neutralen Atom. Die zweite Elektronenaffinität beschreibt das Hinzufügen eines weiteren Elektrons zu A− und ist meist deutlich größer positiv, da zusätzliche Abstoßungskräfte entstehen und das resultierende Anion weniger stabil ist.

Messung und Einheiten erfolgen typischerweise im Gaszustand. Die Elektronenaffinität wird in Kilojoule pro Mol (kJ/mol) oder Elektronenvolt (eV) angegeben. Werte lassen sich experimentell bestimmen oder aus energetischen Daten berechnen, etwa durch Spektroskopie oder Thermodynamik-Daten.

Trends und Ausnahmen: In einer Periode nimmt die Elektronenaffinität tendenziell von links nach rechts zu, da das Hinzufügen eines Elektrons stärker stabilisiert wird. In Gruppen nimmt sie meist ab, wenn die äußere Elektronenschale größer wird. Ausnahmen treten auf, zum Beispiel besitzt Stickstoff eine geringe oder sogar negative erste Elektronenaffinität, da das Hinzufügen eines Elektrons zu einer ungünstigen Paarungs- bzw. Anordnung führt. Edelgase haben meist keine definierte oder endotherme erste Elektronenaffinität, da das Hinzufügen eines Elektrons typischerweise nicht stabil ist.

Zusammenhang: Elektronenaffinität, Ionisierungsenergie und Elektronegativität bestimmen gemeinsam die Tendenz eines Elements zur Aufnahme oder Abstoßung von Elektronen und damit seine chemische Reaktivität.