- ベストアンサー
窒素の電子親和力
（第一）電子親和力って，電子を１個取り入れたときにに放出されるエネルギーのことですよね．某高校化学参考書によると，「希ガス元素や２族元素はns2，np6の電子配置であるので最外殻電子がほとんど球対称に分布していて，原子に近づいた電子が原子核から引力と他の最外殻電子から受ける反発力はほぼ等しく，電子親和力はほぼ０になる．」と説明されています．これはなるほどといった感じなのですが，では窒素の電子親和力は何故微妙にマイナス（約-１eVと載っています）になるのでしょうか？窒素を挟む炭素，酸素はそのようなことはないですよね．一応電子配置で考えてみたのですが・・・．どうか教えてください．よろしくお願いします！（できればＭｎのそれがほぼ０になる理由もお願いします）
- syouta7
- お礼率44% (13/29)
- 化学
- 回答数1
- ありがとう数1
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
窒素の電子配置は1s^2,2s^2,2p^3です。 つまり、p軌道3つ(p_x,p_y,p_z)すべてに1つずつ電子がうまっている状態になっています。 ns^2,np^6の状態(球対称)が閉殻構造で安定であるのと同様に、このp軌道に1つずつ配置されている状態p^3(球対称)を半閉殻構造といい、これも安定なのです。 したがって、安定な状態へ外部から電子を加えれば、全体として不安定化すなわち電子親和力がマイナスの値をとるようになるのです。 同様にマンガンは10個あるd軌道のうち5個がうまっており、これも半閉殻構造であるため安定です。 半閉各構造が安定な理由は、Hund(フント)の規則で説明することができます。
関連するQ&A
- 電子親和力等について
皆様よろしくお願いいたします。 少し前にもこちらで別の質問をさせていただいたのですが 今度はそこから起こった疑問についてです。 原子を自分なりの考え方で考えてみたいのですが 行き詰まってしまいました。 例えば水素原子を例にとると、 1s軌道のエネルギー準位は-13.6eVなので 陽子が電子を捕獲すると、この落ちた分だけ 、すなわち13.6eVの発熱が起こるのだと 考えたのですが、Q値を計算すると Q値=mp+me-mH=0.017MeV=17000eV になってしまい、桁が違ってしまいます。 なぜなのでしょうか。 そして、電子親和力についても同様に考えみると やはり、行き詰まってしまいました。 私としては、電子がエネルギー準位に落ち込んだ分が、 そのまま、電子親和力になるのかと思ったのですが、 例えば、希ガスに電子が付加されたとして、 私の考えだと、やはり落ち込んだ分だけ エネルギーが発散されるということになってしまい、 一般に知られているように、希ガスの電子親和力が ほぼ0であることと矛盾してしまいます。 どのようなメカニズムになっているのでしょうか。 調べてみると、ボルンハーバーサイクルという方法で 間接的に電子親和力を計算できるようですが、 なんとなく直感的な感じがしません。 私のような考えでは、電子親和力は理解できない のでしょうか。よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- 電子親和力の大きさについて
高一です。電子親和力についてお尋ねしたいことがあります。 「電子親和力の大きい原子は陰イオンになりやすい」というのがよく分かりません。 イオン化エネルギーは 『電子を一つ取るより二つ取る方が（電子を取るためのイオン化）エネルギーが少なくてすむので、 MgよりNaのほうが陽イオンになりやすい』 というように解釈しています。 使用されるエネルギーが小さいほど変化しやすいと思うのですが、 どうして電子親和力はエネルギーが大きいほどイオン化しやすいのでしょうか？ 電子を受け取る際にそれを取り入れるために使うエネルギーより、 そのために使わなかった(余分な)エネルギーが大きいと 電子親和力が大きいと聞いたことがありますが、今ひとつ納得できません。 それは余分なエネルギーを放出に充てられるから（電子を取り入れるために使うエネルギーが少ないから）、 ということなのでしょうか？ 質問内容がよく分からなくなってしまったかもしれません。 すみませんが、返答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 現行教育課程に於ける電子親和力の位置付け
知合いから高校化学の板書(の計画)をチェックしてくれるよう頼まれてしまい、お伺いします。 電子親和力について「電子を1個付加した時に放出されるエネルギー」と書かれていた(一字一句同じかどうかは自信がありません)のですが 私はこの一文に引っかかりを感じました。 私が高校生の頃には「電子親和力が負になるものもある」と習っており 2族元素や窒素、希ガスの電子親和力が負になることは知っていたので 「“放出”ではなく“吸収・放出”と書くべきではないか」と思ったのですが 教科書を見てみると「放出」しか書いてありません。 そこで、どうして「放出」だけなのか考えてみたのですが (A)殆どのものが放出であるため「吸収」は無視した。 (B)「吸収」についても「負のエネルギーの放出」と考えた。 (C)放出しないケースについては電子親和力を定義しない。 (D)たまたまその教科書が「放出」だけだった(間違いor何らかの意図)。 (E)その他 大学に入ってしまえば些細な問題かもしれませんが 上記(A)～(E)の何れになるかは教える側としては重要な問題です。 高校化学では、どのように扱っているのかご存知の方お教えください。
- ベストアンサー
- 化学
- イオン化エネルギーと電子親和力
「イオン化エネルギーと電子親和力とはなにか。説明せよ。」という問題が問題集に載っていました。答はイオン化エネルギーが「原子から電子1個を取り去るのに必要なエネルギー」、電子親和力が「原子が電子1個を取り入れて、1価の陰イオンになるときに放出するエネルギー」との事です。 ひとつ疑問に思ったのが、なぜイオン化エネルギーの答を《１価の陽イオンになるのに必要なエネルギー》としなかったのでしょうか。電子親和力のほうは陰イオンと書きながら、なぜイオン化エネルギーは書かなかったのでしょうか。この問題集は結構答えが完璧なので、それなりの理由があって書かなかったようにも思えます。それとも単なるミスでしょうか。
- ベストアンサー
- 化学
- 電子親和力と電気陰性度
「ハロゲンでの電気陰性度はＦ＞Ｃｌなのに、電子親和力ではＣｌ＞Ｆである」と言う記述を本で読みました． この違いを説明していただきたいのです． 本で調べたところ、電気陰性度はＦ４．０ Ｃｌ３．０ Ｂｒ２．８ I２．５でした． 電子親和力はＦ３．３４ Ｃｌ３．６１ Ｂｒ３．３６ I３．０６（eV単位）でした． 電気陰性度は結合の中でのその原子の電子を引きつける力を相対的に表したもので、電子親和力は原子に電子を与えたときに放出または吸収するエネルギーのことであるのは本から分かったのですが、電気陰性度と電子親和力に全く関係していないわけではなさそうで、実際Mullikennの電気陰性度の算出方法ではイオン化エネルギーと電子親和力の和の平均で表されています． 実際電子の引きつけ易さという点では似ていることなので、そのハロゲンでの順序も一緒になるように思えるのですが、電子親和力ではＦはＢｒと同じくらい小さくなっています．普通ならＦ＞Ｃｌ＞Ｂｒ＞IとなるところをＦだけ下がる理由が分からないのでその点について教えて下さい．
- 締切済み
- 化学
- 電子親和力について (高校一年生)
こんにちわ 普通の県立高校に通っている高校一年生です。 さっそくですが化学について二つほど質問さしてください。 ～質問１～電子親和力 だいぶ前に化学の授業で 「イオン化エネルギー」・・・原子から電子を取り出すときに生じるエネルギー ※イオン化エネルギーが小さいほど陽イオンになりやすい 「電子親和力」・・・・・・・・・・原子が電子を一個取り入れた時に発生するエネルギー ※電子親和力が大きいほど陰イオンになりやすい と教わりました。 そこで「イオン化エネルギーが小さいほど陽イオンになりやすい」というのは理解できたのですが どうも「電子親和力が大きければ陰イオンになりやすい」という仕組みが理解できません。 なぜ電子を取り入れた時に発生したエネルギーが大きいほど(電子をとりいれやすい)陰イオンになりやすいのでしょうか？？ ～質問２～電気陰性度 授業では 共有結合において原子が非共有電子対を引き寄せる強さを表す数値 周期表の左上の元素ほど大きい と教わりましたが どのような原理で周期表の左上の元素ほど電気陰性度が大きいのでしょうか？？ 質問は以上になります。 同じような質問を化学の先生にしてみるのですが。 ボケてしまっているのか、帰ってくる回答がよく理解できません そもそも授業自体、先生の話の順序がめちゃくちゃにいりくんでいて困ります はなしがそれましたが質問の回答はどちらか一つでもいいので回答よろしくお願いします(・人・;)
- ベストアンサー
- 化学
- 電子親和力・電気陰性度と希ガス
第３周期の元素の原子の中で電子親和力・電気陰性度が最大のものと最少のものを答えるという問題があるのですが。 電子親和力：最大Cl 最少Na 電気陰性度：最大Cl 最少Na であってるでしょうか？希ガスの立ち位置が調べたのですがよくわかりません。
- ベストアンサー
- 化学
お礼
なるほど．フントの法則というのはあまりよくわかりませんが窒素の電子親和力がマイナスである理由がなんとなくわかった気がします． 僕もＨＰで色々調べてみたのですが，半閉殻構造や閉殻構造をとっている元素に対しては電子親和力が定義されていないと書いているＨＰが多いですね．何かこれって間違っている気がするなぁ．