電子親合能

原子或分子的電子親和力 (Eea) 定義為電子與氣態中性原子或分子結合形成陰離子時釋放的能量。

X(g) + e? → X?(g) + 能量

請注意，這與電子捕獲電離的焓變不同，后者定義為釋放能量時為負。 換句話說，焓變和電子親和力相差一個負號。

在固態物理學中，表面的電子親和力定義有些不同（見下文）。

此屬性僅用于測量氣態的原子和分子，因為在固態或液態下，它們的能級會因與其他原子或分子接觸而改變。

羅伯特·馬利肯 (Robert S. Mulliken) 使用電子親和力列表來開發原子的電負性標度，等于電子親和力和電離勢的平均值。 其他使用電子親和力的理論概念包括電子化學勢和化學硬度。 另一個例子，一個分子或原子的電子親和力比另一個分子或原子的正值通常稱為電子受體，正值較小的稱為電子供體。 它們一起可能會發生電荷轉移反應。

要正確使用電子親和力，必須跟蹤符號。 對于任何釋放能量的反應，總能量的變化ΔE為負值，該反應稱為放熱過程。 幾乎所有非惰性氣體原子的電子捕獲都涉及能量的釋放，因此是放熱的。 Eea 表中列出的正值是數量或大小。 釋放能量定義中釋放的詞為 ΔE 提供負號。 將 Eea 誤認為能量變化 ΔE 會引起混淆，在這種情況下，表中列出的正值將用于吸熱過程而不是放熱過程。 兩者之間的關系是Eea = ?ΔE(attach)。

但是，如果分配給 Eea 的值為負，則負號表示方向反轉，并且需要能量來連接電子。 在這種情況下，電子捕獲是一個吸熱過程，并且 Eea = ?ΔE(attach) 的關系仍然有效。 負值通常出現在捕獲第二個電子時，但也出現在氮原子上。

連接電子時計算 Eea 的常用表達式是

Eea = (Einitial ? Efinal)attach = ?ΔE(attach)

該表達式確實遵循約定 ΔX = X(final) ? X(initial)，因為 ?ΔE = ?(E(final) ? E(initial)) = E(initial) ? E(final)。

等效地，電子親和力也可以定義為從原子中分離電子所需的能量，同時它持有一個過剩電子，從而使原子成為負離子，即該過程的能量變化

X? → X + e?

如果正向和反向反應采用同一張表，沒有轉換符號，必須注意將正確的定義應用于相應的方向，附著（釋放）或分離（需要）。 由于幾乎所有的分離（需要+）表中所列的能量，所以那些分離反應是吸熱的，或ΔE(分離)＞1。 0。

Eea = (Efinal ? Einitial)detach = ΔE(detach) = ?ΔE(attach)。

盡管 Eea 在整個元素周期表中變化很大，但還是出現了一些模式。 通常，非金屬比金屬具有更正的 Eea。 陰離子比中性原子更穩定的原子具有更大的 Eea。 氯xxx烈地吸引額外的電子； 氖最弱地吸引額外的電子。 惰性氣體的電子親和力尚未得到最終測量，因此它們可能具有也可能不具有輕微的負值。

在到達第 18 組之前，Eea 通常會在周期表中的一個周期（行）內增加。

這是由原子的價殼層填充引起的； 第 17 族原子在獲得電子時比第 1 族原子釋放更多的能量，因為它獲得了填充的價殼，因此更穩定。 在第 18 族中，價殼是滿的，這意味著添加的電子不穩定，往往會很快被彈出。

與直覺相反，Eea 在元素周期表的大多數列中向下移動時并沒有減少。 例如，Eea 實際上在第 2 組數據的列下降時持續增加。 因此，電子親和力遵循與電負性相同的左右趨勢，而不是上下趨勢。

以下數據以 kJ/mol 為單位引用。

分子的電子親和力是其電子結構的復雜函數。例如苯的電子親和力是負的，萘也是負的，而蒽、菲和芘的電子親和力是正的。