Ionizacijska energija v primerjavi z afiniteto do elektronov
Atomi so majhni gradniki vseh obstoječih snovi. Tako majhne so, da jih s prostim očesom sploh ne moremo opazovati. Atom je sestavljen iz jedra, ki ima protone in nevtrone. Poleg nevtronov in pozitronov so v jedru še drugi majhni subatomski delci. Poleg tega obstajajo elektroni, ki krožijo okoli jedra v orbitali. Zaradi prisotnosti protonov so atomska jedra pozitivno nabita. Elektroni v zunanji krogli so negativno nabiti. Zato privlačne sile med pozitivnimi in negativnimi naboji atoma ohranjajo strukturo.
Ionizacijska energija
Ionizacijska energija je energija, ki jo je treba dati nevtralnemu atomu, da iz njega odstranimo elektron. Odstranitev elektrona pomeni, da ga odstranimo na neskončno razdaljo od vrste, tako da med elektronom in jedrom ni privlačnih sil. Ionizacijske energije se imenujejo prva ionizacijska energija, druga ionizacijska energija in tako naprej, odvisno od števila elektronov, ki se odstranijo. To bo povzročilo nastanek kationov z naboji +1, +2, +3 itd. Pri majhnih atomih je atomski radij majhen. Zato so elektrostatične privlačne sile med elektronom in nevtronom veliko večje v primerjavi z atomom z večjim atomskim radijem. To poveča ionizacijsko energijo majhnega atoma. Ko se elektron nahaja bližje jedru, se ionizacijska energija poveča. Tako je (n+1) ionizacijska energija vedno višja od nth ionizacijske energije. Poleg tega se pri primerjavi dveh 1. ionizacijskih energij različnih atomov prav tako razlikujeta. Na primer, prva ionizacijska energija natrija (496 kJ/mol) je veliko nižja od prve ionizacijske energije klora (1256 kJ/mol). Z odstranitvijo enega elektrona lahko natrij pridobi konfiguracijo žlahtnega plina; zato zlahka odstrani elektron. In tudi atomska razdalja je manjša pri natriju kot pri kloru, kar znižuje ionizacijsko energijo. Torej se ionizacijska energija povečuje od leve proti desni v vrstici in od spodaj navzgor v stolpcu periodnega sistema (to je obratno od povečanja atomske velikosti v periodnem sistemu). Pri odstranjevanju elektronov je nekaj primerov, ko atomi pridobijo stabilne elektronske konfiguracije. Na tej točki ionizacijske energije ponavadi skočijo v višjo vrednost.
Afiniteta elektronov
Elektronska afiniteta je količina energije, ki se sprosti pri dodajanju elektrona nevtralnemu atomu pri nastajanju negativnega iona. Samo nekateri atomi v periodnem sistemu so podvrženi tej spremembi. Žlahtni plini in nekatere zemeljskoalkalijske kovine ne podpirajo dodajanja elektronov, zato zanje ni definirana energija afinitete za elektrone. Toda p blok elementi radi sprejemajo elektrone, da pridobijo stabilno elektronsko konfiguracijo. V periodnem sistemu je nekaj vzorcev glede afinitet do elektronov. Z naraščajočim atomskim polmerom se afiniteta do elektronov zmanjša. V periodnem sistemu čez vrstico (od leve proti desni) se atomski polmer zmanjša, zato se poveča elektronska afiniteta. Na primer, klor ima večjo elektronsko negativnost kot žveplo ali fosfor.
Kakšna je razlika med ionizacijsko energijo in afiniteto do elektronov?
• Ionizacijska energija je količina energije, ki je potrebna za odstranitev elektrona iz nevtralnega atoma. Elektronska afiniteta je količina energije, ki se sprosti, ko se atomu doda elektron.
• Ionizacijska energija je povezana s tvorbo kationov iz nevtralnih atomov, elektronska afiniteta pa s tvorbo anionov.
