電子親和力の大きさについて

質問

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。

回答No.3

zero-0 · ベストアンサー

私の考えです。１６族より１７族の方が電子親和力が大きいのは、FとOを例にとります。Fは一個電子を受け取って、閉殻になりますので安定します。そして安定すると余分のエネルギーを排出したくなる。Oは二個を受け取って、閉殻になりますので安定します。同じく余分のエネルギーを排出します。しかしOは２個受け取ってるのでFより余分のエネルギーが少なくなるので。Fは79.5kcal/mol,Oは34.1kcal/mol排出します。結果F^-はO^2-より低いエネルギー準位に付きます。
つまり電子親和力の大きさはは排出するエネルギーのことと考えるとわかりやすいと思います。

お礼

ありがとうございます。

余分なエネルギーとは今まで不安定な状態を維持するために使っていたエネルギーと解釈して宜しいでしょうか？
＞Oは２個受け取ってるのでFより余分のエネルギーが少なくなる
これは、２個受け取るためにエネルギーを使ったからFより放出する分が少なくなった、と言うことなのでしょうか？

重ね重ねの質問すみません。

とりあえず、電子親和力が大きいほどその後の原子のエネルギーは小さくなり、且つ陰性が強いということですよね。

回答ありがとうございました。

回答No.4

zero-0

＞余分なエネルギーとは今まで不安定な状態を維持するために使っていたエネルギーと解釈して宜しいでしょうか？
＞Oは２個受け取ってるのでFより余分のエネルギーが少なくなる
これは、２個受け取るためにエネルギーを使ったからFより放出する分が少なくなった、と言うことなのでしょうか？

高校生ならそう解釈してもよいと思います。正確に言うともっとほかにわけがあります（たとえば、主量子数とか方位量子数とか）。詳しくは大学で習ってください。

お礼

ありがとうございました。

電子親和力の理解を深めることができました。
第一イオン化エネルギーと電子親和力を混合してしまっていたのですが、
納得することができました。
これ以上の理解は高校を出て、また学びたいと思います。

また、この場を借りて、このような些細な質問に答えて下さった方々にお礼をしたいです。
ありがとうございました。

回答No.2

JIfJI

電子親和力(electron affinity)というのは、
電子を取り込んで陰イオンとなり、
希ガス配置をとろうとする傾向のことです。

もう少し詳しく言うと、
この電子親和力の表している数値は、
原子に電子が受け取られたときに放出されるエネルギーの大きさを表しています。
高校レベルの化学では説明できない部分もあるので、
すこしわかりにくいとは思いますが…

たとえば、Ｆ(フッ素原子)を考えてみましょう。
希ガスの電子配置が安定であることはご存じですよね??
ＦはNeよりも１つ電子が欠けている状態で、
極端な例を言うと、
机の脚が１本ないようなものです。
これはエネルギー的に非常に不安定な状態で、
物理の量子力学という分野を学ばないと理解しがたいと思いますが、
エネルギー的に高い状態にあるんです。
ここに脚、すなわち電子が１つ取り込まれると、
エネルギーが放出され、エネルギー的に安定な状態になります。

本当に極端な例で説明すると、
例えばあなたが脚の１つ欠けた机の上に立っているとします。
すると、あなたは転げ落ちそうになりながらも、
なんとかバランスをとるはずです。
そこに、友達がやってきて、
脚を１つ取り付けてくれました。
するとどうでしょう??
楽になるでしょ??
つまり、バランスをとるために払っていた注意や
実際バランスをとるための筋肉の硬直etcがほぐれる
(＝(不要な)エネルギーが放出され、安定な状態になる)わけです。

と、このように、
きちんと大学や物理で量子力学を勉強している人に言わせると、
そんな説明なっていないと言われるかもしれないですが、
電子親和力は電子を取り込み、
希ガスと同じ安定なかたちをとるときに原子から放出されるエネルギーなんです。

イオン化エネルギー(ionization potential)はすこし視点が違うんですよ。
(第一)イオン化エネルギーは、
最外殻電子１つを取り去るのに必要なエネルギーのことです。
あの…
質問文を読むとすこし理解がずれている気がするので、
少しだけ触れておきますが、
(　)をつけて"第一"と前述しているように、
最外殻から電子を１つ目をとるのを、第一…、
２つ目をとるのを第二…というように呼ばれていて
高校の教科書にもあると思いますが、
高校でいうイオン化エネルギーは普通第一イオン化エネルギーを指します。
ですから、
「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」
という考え方は、
(分かっているのか)少しあやしいですね。

何かあったらまたどうぞ、
おそらく他の方がもっときちんと説明してくださると思いますが…

お礼

ありがとうございます。

不安定な状態（机・・・で言えば、緊張状態？）から解放される、と考えればよいのでしょうか？
その時、肩の力を抜くようなものが電子親和力でいう『エネルギーを放出する』ということ。

本来は第一を付けるべきだったんですね。
他の質問で書かれていた『第一』と言う意味がようやく分かりました。
確かに教科書にも『原子から電子１個を取り去って～・・・』という記述がされていました。
授業では『第一』と言う言葉は使われず、
『イオン化エネルギー』も総称のような取り扱い方に聞こえて、誤解していたようです・・・・。
ご指摘ありがとうございます。

エネルギーが『放出』される考え方としては理解できたと思うのですが、
それではどうして１６族より１７族の方が電子親和力が大きいのでしょうか？

回答No.1

zero-0

私が先生から習ってのは原子は閉殻になるまで電子を切り捨てたり、取り入れたりします。なぜなら閉殻した原子のほうが安定するからである、FとOを例にとると、電子親和力はF>Oなので、Fの方が大きい。
それはFは一個電子を取り入れれば、閉殻になるのに対し、Oは２つ。
２つ取り入れるより１つの方が楽と思いませんか？

参考のなりましたでしょうか？

お礼

ありがとうございます。

閉殻というのは希ガスになると言うことでしょうか。
価電子が多いほど、つまり価電子が６より７の方が電子親和力が大きいと言うことですよね。

ですが、どうして『大きくなる』のでしょうか？
何事もエネルギーは最小限であるほうが良いと思ってしまいます。