Elektroaffinität

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Als Elektronenaffinität (Abkürzung EA) bezeichnet man diejenige Energie, die erforderlich ist um ein Elektron aus einem einfach negativ geladenen Ion zu lösen, d.h. die Ionisierungsenergie eines Anions.^[1]

X^- → X + e^-

Nach einer äquivalenten, in der Chemie gebräuchlicheren Definition^[2], ist die Elektronenaffinität die bei der Anlagerung eines Elektrons an ein neutrales Atom oder Molekül im Gaszustand umgesetzte Energiemenge.

X + e^- → X^- + EA

Es ist zu beachten, dass hierbei die Vorzeichenkonvention entgegengesetzt zu den meisten anderen thermodynamischen Größen erfolgt: Eine positive Elektronenaffinität bedeutet, dass Energie bei der Bildung eines Anions aus dem zugehörigen Atom bzw. Molekül freigesetzt wird.

Werte für die Elektronenaffinität werden meist in der Maßeinheit Elektronenvolt (eV) oder kJ/mol angegeben.

Obwohl die Elektronenaffinitäten im Periodensystem zum Teil stark variieren sind einige periodische Trends deutlich erkennbar. So besitzen Nichtmetalle in der Regel eine größere Elektronenaffinität als Metalle. Wird durch die Anlagerung eines Elektrons ein voll oder halbbesetzes Energieniveau erreicht, so zeigen die Elektronenaffinitäten in diesen Gruppen (z.B. 14,17) Maxima. Mit 3,62eV besitzt Chlor die höchste Elekttronenaffinität der Elemente.

Elektronenaffinitäten sind experimentell nur schwer zugänglich, sodass Literaturwerte zum Teil stark abweichen.

Elektronenaffinitäten der Elemente

Gruppe

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Periode

1

H 73

He  *

2

Li 60

Be  0

B 27

C 154

N 7

O 141

F 328

Ne  *

3

Na 53

Mg  0

Al 43

Si 134

P 72

S 200

Cl 349

Ar  *

4

K 48

Ca  2

Sc 18

Ti   8

V 51

Cr 64

Mn  0

Fe 16

Co 64

Ni 112

Cu 118

Zn  0

Ga 29

Ge 119

As 78

Se 195

Br 325

Kr  *

5

Rb 47

Sr  5

Y 27

Zr  41

Nb 86

Mo 72

Tc 53

Ru 101

Rh 110

Pd 54

Ag 126

Cd  0

In 29

Sn 107

Sb 103

Te 190

I 295

Xe  *

6

Cs  45

Ba  14

Lu  50

Hf   0

Ta   31

W  79

Re  14

Os 106

Ir 151

Pt 205

Au 223

Hg  0

Tl 19

Pb 35

Bi 91

Po 183

At 270

Rn  *

7

Fr

Ra

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

Periodensystem der Elektronenaffinität, in kJ/mol

Umrechnung in eV

Zur Umrechnung in Elektronenvolt müssen die o.g. Werte zunächst auf ein einzelnes Atom heruntergerechnet werden, indem durch die Stoffmenge 1 Mol = 6,022·10²³ dividiert wird. Der resultierende Wert in kJ (pro Atom) lässt sich dann über die Beziehung 1eV=1,602·10⁻²²kJ in Elektronenvolt umrechnen. Es ergibt sich als Umrechnungsfaktor somit 0,0103657 eV·mol/kJ.

Einzelnachweise

1. ↑ http://goldbook.iupac.org/E01977.html
2. ↑ Huheey; Keiter; Keiter (2003): Anorganische Chemie. Prinzipien von Struktur und Reaktivität. Berlin: de Gruyter. S50.