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Niveau doctorat
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autre façon d'expliquer l'affinité électronique

Posté par
rheb
08-08-20 à 14:50

Bonjour,
si l'atome est par exemple un oxygène
Au cours de processus de la 1ère ionisation ,  on a affaire avec une énergie positive ( car on fait entrer une certaine énergie  au sein de l'atome pour soustraire l'électron).

Au cours du processus de la 1ère affinité électronique, on  a une énergie négative (car il y a dégagement d'énergie ), tandis que la 2è affinité  , on a une énergie positive (car il faut  vaincre la repulsion entre ion oxygène et électron ).

Ma question :pourrais -je penser de cette façon  pour expliquer  beaucoup l'énergie (-) et (+)  au cours 1ère  et 2è affinités:
on soustrait  une certaine quantité d' énergie au sein de l'atome d'oxygène  car cette énergie  constitue une  " barrière(= B1)"   pour  que l'électron  puisse se trouver au sein de l'atome d'oxygène  donc il y a un dégagement d'énergie,   donc (-)

Pour la 2ème affinité: l'ion oxygène présente un électron qui lui aussi constitue une barrière mais sous une  autre forme  que B1  et  que  l'apport d'énergie mais pas le dégagement d'énergie  soit la solution,  donc énergie  (+)

Résumé:  je comprends pas bien pourquoi dégagement d'énergie en 1ère affin.électronique ?

***Niveau mis en accord avec le profil***

Posté par
vanoise
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 08-08-20 à 22:37

Bonsoir

Citation :
Résumé:  je comprends pas bien pourquoi dégagement d'énergie en 1ère affin.électronique ?

Sachant que le niveau d'énergie "zéro" est par convention choisi lorsque le noyau et tous les électrons qui l'entourent sont tous dispersés extrêmement loin les uns des autres, une structure composé d'un noyau et d'électrons possède une énergie négative et est d'autant plus stable que cette énergie est faible.
Pour répondre à ta question, Il faut comparer la stabilité de la structure électronique de l'atome et la stabilité de la structure électronique de l'ion négatif (atome après capture d'un électron). Si l'ion négatif est plus stable que l'atome, l'ion négatif est donc d'énergie plus faible ; le gain d'un électron dégage une énergie appelée "première affinité électronique".
Quelques familles chimiques possèdent une affinité électronique négative : leurs ajouter un électron les déstabilise au lieu de les stabiliser. C'est bien sûr le cas des gaz rares (colonne 18) : les seuls atomes parfaitement stables. Il y a aussi le cas des alcalino-terreux (colonne2) : leur couche de valence possède un niveau s complet. Ajouter un électron célibataire au niveau d ou p déstabilise la structure.
Quelques compléments ici :

Posté par
gbm Webmaster
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 09-08-20 à 18:48

Bonjour,

@rheb : prière de poster tes sujet dans le forum "Supérieur", en accord avec le niveau affiché sur ton profil (doctorat).

Posté par
rheb
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 12-08-20 à 16:19

Bonjour,

Cette fois-ci concernant la 2è affinité électronique d'atome d'oxygène.

O^- + e- \rightarrow O^2-   avec  2è affin.élec = + 844 kJ / mol c'est à dire au lieu de dégagement d'énergie on doit apporter une énergie (+) car il faut vaincre la répulsion entre l'ion O^- et l'electron.


Mais si on raisonne  par l'intermédiaire de stabilité des deux ions(d'après votre intervention Vanoise) , O^2-
est plus stable  queO^- donc a une énergie plus faible que celle de O^-
 \\ 
 \\   donc il devrait avoir un dégagement d'énergie (énergie négative ).

Donc pourquoi cette différence en partant de ces deux raisonnements ?

Merci

Posté par
vanoise
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 12-08-20 à 21:19

Excellente question !
Première affinité : il s'agit du bilan :
O(g) + e- O-(g)
Il faut imaginer deux étapes :
1° : rapprochement de l'atome O et de l'électron supposés initialement infiniment éloignés ;
2° : capture électronique
L'atome étant électriquement neutre n'exerce aucune action à distance sur l'électron. Le bilan énergétique est donc uniquement celui de la capture électronique qui est exothermique puisque l'ion est plus stable que l'atome comme déjà expliqué.

Deuxième affinité : il s'agit du bilan :
O-(g) + e- O2-(g)
Il faut imaginer deux étapes :
1° : rapprochement de l'ion O- et de l'électron supposés initialement infiniment éloignés ;
2° : capture électronique.
Pour réaliser le rapprochement, il faut vaincre la répulsion électrostatique entre l'ion et l'électron. Cette première étape est donc endothermique.
La seconde étape est exothermique car l'ion O2- est plus stable que l'ion O-.
La seconde affinité correspond au bilan de ces deux étapes, une endothermique, l'autre exothermique. Il se trouve que l'étape n°1 consomme plus d'énergie que n'en fournit la seconde.

Posté par
rheb
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 13-08-20 à 15:45

Merci de votre excellente  explication Vanoise !

Je suis très content car j' ai eu ce problème depuis et j'ai pas trouvé une solution car toutes les réponses que j'ai vues n'ont pas expliqué ces deux étapes.
Ma dernière question sur ce sujet:

Dans la pratique,  quel moyen  on utilise  pour vaincre cette répulsion électrostatique ?

Merci

Posté par
vanoise
re : autre façon d'expliquer l'affinité électronique 13-08-20 à 21:09

Sauf pour quelques éléments où la mesure directe est possible par spectrométrie de masse (étude très délicate...), on procède habituellement par méthode indirecte en utilisant la méthode de Hess (méthode des cycles en thermodynamique chimique). Tu dois connaître je pense cette méthode. On détermine par calorimétrie ou autre méthode, l'enthalpie standard d'une réaction rH° ; on décompose alors la transformation en une succession d'étapes dont l'une correspond à la transformation définissant l'affinité. L'état initial et l'état final étant les mêmes dans les deux cas, rH° est la somme des enthalpie standard de réaction des différentes étapes... Cette méthode ne permet pas d'obtenir chacun des deux termes correspondant aux deux étapes de mon précédent message mais seulement la somme algébrique.



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