Main Difference – Electron Gain Enthalpy vs Electronegativity (電子獲得エンタルピーと電気陰性度の違い)
電子は原子を構成する素粒子です。
すべての物質は原子でできているので、電子はどこにでも存在します。
しかし、ある種の化学反応では、電子の交換が反応物と生成物の唯一の違いであるため、電子は非常に重要です。
電子と原子の結合を説明する化学用語として、電子増加エンタルピーと電気陰性度があります。
電子増加エンタルピーとは、外部から電子を得たときに原子が放出するエネルギー量です。
電子陰性度は、原子が外から電子を獲得する能力です。
したがって、電子増加エンタルピーは電気陰性度を定量化したものです。
電子増加エンタルピーと電気陰性度の主な違いは、電子増加エンタルピーがkJ/mol単位で測定されるのに対し、電気陰性度は単位がなく、ポーリングスケールで測定されることである。
電子増倍エンタルピーとは?
電子増加エンタルピーとは、中性原子や分子が外部から電子を獲得したときのエンタルピーの変化量です。
つまり、中性原子や分子(気相)が外部から電子を獲得したときに放出されるエネルギー量です。
したがって、電子増倍エンタルピーは、単に電子親和力の別名として使われている。
電子増加エンタルピーの測定単位はkJ/molです。
新しい電子の付加により、負に帯電した化学種が形成される。
これは次のように記号で表すことができる。
X + e- → X- + エネルギー
ただし、電子増倍エンタルピーと電子親和力は区別される。
電子増加エンタルピーは、電子を得たときに周囲に放出されるエネルギーを表し、電子親和力は、電子を得たときに周囲から吸収されるエネルギーを表します。
したがって、電子増加エンタルピーは負の値であり、電子親和力は正の値です。
基本的には、どちらも同じ化学過程を表している。
図1: 水素の電子配置は1s1です。
電子を1個増やして電子殻を満たし、安定になることができる。
したがって、この電子を得るための電子増加エンタルピーは負の値となる。
電子増加エンタルピーは、電子が原子にどれだけ強く結合しているかを知ることができます。
放出されるエネルギーが大きいほど、電子増加エンタルピーは大きくなる。
電子増倍エンタルピーの値は、電子を獲得する原子の電子配置に依存する。
中性原子や分子に電子が加わると、エネルギーが放出される。
これを発熱反応といいます。
この反応により、負イオンが発生します。
電子獲得エンタルピーは負の値になります。
しかし、このマイナスイオンに別の電子を加えようとする場合、その反応を進めるためにエネルギーを与える必要があります。
これは、入ってきた電子が他の電子にはじかれるからです。
このような現象を吸熱反応といいます。
ここで、電子増加エンタルピーは正の値になります。
電気陰性度とは?
電気陰性度とは、原子が外部から電子を引き寄せる力のことである。
原子の定性的な性質で、各元素の原子の電気陰性度を比較するために、相対的な電気陰性度の値が存在する目盛りが使われている。
この尺度を “ポーリング尺度 “と呼ぶ。
この尺度によると、原子の持つ電気陰性度の最高値は4.0です。
他の原子の電気陰性度は、その原子が電子を引き寄せる能力を考慮して値が決められている。
電気陰性度は、元素の原子番号と原子の大きさによって決まる。
周期表で考えると、フッ素(F)の電気陰性度は、小さな原子で価電子が原子核の近くにあるため、4.0という値が与えられている。
そのため、外から電子を引き寄せやすいのです。
また、フッ素の原子番号は9ですが、八重項律を守るために電子をもう1個置けるように軌道が空いています。
そのため、フッ素は外部から電子を引き寄せやすいのです。
図2:原子の電気陰性度を表す尺度として、アレン尺度というものがあります。
ただし、一般的にはポーリング尺度が使用され、電気陰性度の最大値は4.0です。
電気陰性度は、2つの原子の結合に極性を持たせる。
一方の原子が他方の原子より電気陰性度が高い場合、電気陰性度の高い原子は結合の電子を引き寄せることができる。
そのため、もう一方の原子は周囲の電子が不足し、部分的に正の電荷を持つことになります。
したがって、電気陰性度は、化学結合を極性共有結合、非極性共有結合、イオン結合に分類するための鍵となる。
イオン結合は、原子間の電気陰性度の差が大きい2つの原子の間に生じるのに対し、共有結合は、原子間の電気陰性度の差がわずかな原子の間に生じる。
元素の電気陰性度は周期的に変化する。
元素の周期表は、電気陰性度の値に従って元素をより良く配列している。
周期表で周期を考えた場合、各元素の原子サイズは、周期の左から右へ向かって小さくなる。
これは、価電子殻に存在する電子の数と原子核に存在する陽子の数が増えるため、電子と原子核の間の引力が次第に大きくなるためです。
したがって、原子核から来る引力が大きくなるため、電気陰性度も同じ周期で大きくなる。
すると、原子は外から電子を引き寄せやすくなる。
電子獲得エンタルピーと電気陰性度の違い
定義
電子増倍エンタルピー。
中性原子や分子が外部から電子を獲得したときのエンタルピーの変化。
電子陰性度。
電子陰性度は、原子が外部から電子を引き寄せる能力です。
測定単位
電子ゲインエンタルピー。
電子増加エンタルピーはkJ/molで測定される。
電子陰性度 電子陰性度は単位なし、ポーリングスケールで測定する。
測定
電子増倍エンタルピー。
電子増倍エンタルピーは、エネルギー量を測定する。
電気陰性度 電子陰性度は、電子を獲得する能力を測定する。
値
電子ゲインエンタルピー。
電子獲得エンタルピーは、電子を獲得しようとする原子の電子配置によって、正にも負にもなる。
電気陰性度。
電子陰性度は常に正の値です。
結論
電子獲得エンタルピーは、原子が外部から電子を獲得するときに放出されるエネルギー量を測定する。
電気陰性度は、原子が外部から電子を獲得する能力を測定する。
電子増加エンタルピーと電気陰性度の主な違いは、電子増加エンタルピーが kJ/mol 単位で測定されるのに対し、電気陰性度は単位がなく、ポーリングスケールで測定されることである。