Language
Country/Area
No result found
Pelepasan energi dalam reaksi penangkapan elektron: Mengapa ini merupakan proses yang menakjubkan?
Dalam bidang kimia dan fisika, afinitas elektron (Eea) didefinisikan sebagai energi yang dilepaskan saat elektron menempel pada atom atau molekul netral. Reaksi dalam keadaan gas dapat dinyatakan sebagai:
X(g) + e− → X−(g) + energi
Pelepasan energi selama penangkapan elektron membuat banyak interaksi atom dan molekul menjadi lebih stabil. Proses ini tidak terlihat dalam kehidupan sehari-hari kita tetapi merupakan bagian penting dari ilmu dasar. Misalnya, fenomena ini memiliki definisi yang berbeda dalam fisika keadaan padat, dan perbedaan ini memajukan pemahaman kita tentang afinitas elektron.
Pengukuran dan Aplikasi Afinitas Elektron
Pengukuran afinitas elektron terbatas pada atom dan molekul dalam keadaan gas karena tingkat energi berubah saat bersentuhan dengan atom atau molekul lain dalam keadaan padat atau cair. Sifat ini menjadikan afinitas elektron sebagai alat ukur presisi. Ahli kimia terkenal Robert S. Mulliken menggunakan data afinitas elektron untuk mengembangkan standar elektronegativitas atom:
Elektronegativitas sama dengan rata-rata afinitas elektron dan energi ionisasi.
Selain itu, afinitas elektron juga terlibat dalam pembahasan konsep teoritis seperti potensi kimia elektronik dan kekerasan kimia. Dalam reaksi kimia, atom dengan afinitas elektron yang lebih tinggi sering disebut akseptor elektron, sedangkan donor elektron adalah atom dengan afinitas yang lebih rendah, dan reaksi transfer muatan dapat terjadi di antara keduanya.
Spesifikasi tanda tangan
Penggunaan afinitas elektron yang benar memerlukan perhatian pada tandanya. Misalnya, untuk reaksi yang melepaskan energi, nilai total perubahan energi ΔE adalah negatif, dan reaksi semacam itu disebut proses eksotermik. Hampir semua penangkapan elektron dari atom gas non-mulia melibatkan pelepasan energi dan karenanya merupakan proses eksotermik. Nilai positif yang tercantum dalam berbagai literatur sebenarnya adalah apa yang kita sebut energi "yang dilepaskan", sehingga memberikan tanda negatif ΔE. Bagi banyak orang, membingungkan untuk salah memahami Eea sebagai perubahan energi, padahal hubungan sebenarnya adalah:
Eea = −ΔE(menempel)
Jika nilai Eea negatif, ini berarti elektron tambahan memerlukan energi, menjadikan penangkapan elektron sebagai proses endotermik. Nilai negatif ini biasanya terjadi pada penangkapan elektron kedua, atau pada atom nitrogen.
Afinitas elektron unsur-unsur
Meskipun afinitas elektron bervariasi di seluruh tabel periodik, kita masih dapat mengamati beberapa tren. Secara umum, nilai Eea nonlogam akan lebih tinggi daripada logam. Ketika anion lebih stabil daripada atom netral, nilai Eea akan lebih besar. Misalnya, klorin memiliki daya tarik terkuat untuk elektron tambahan, sementara neon memiliki yang terlemah. Afinitas elektron gas mulia belum ditentukan, jadi nilainya mungkin negatif.
Biasanya, Eea meningkat secara berurutan di sepanjang baris (horizontal) tabel periodik. Dalam Golongan 17, ketika atom memperoleh elektron untuk mengisi pita valensi, energi yang dilepaskannya meningkat. Meskipun banyak orang berpikir bahwa afinitas elektron menurun seiring perubahan periode ke bawah, pada kenyataannya, di banyak kolom, Eea selalu meningkat.
Afinitas elektron molekuler
Afinitas elektron suatu molekul merupakan fungsi kompleks, yang dipengaruhi oleh struktur elektroniknya. Dalam kasus benzena, afinitas elektronnya bernilai negatif, sedangkan antrasena, fenantrena, dan pirena bernilai positif. Selain itu, perhitungan menunjukkan bahwa heksasianobenzena memiliki afinitas elektron yang melebihi afinitas fullerena.
"Afinitas elektron" dalam fisika keadaan padat
Dalam fisika keadaan padat, afinitas elektron didefinisikan secara berbeda. Untuk antarmuka semikonduktor-vakum, afinitas elektron didefinisikan sebagai energi yang diperoleh dengan memindahkan elektron dari vakum ke dasar pita konduksi di dalam semikonduktor. Di bagian dalam semikonduktor pada nol absolut, konsep ini mirip dengan definisi afinitas elektron dalam kimia. Namun, di atas nol mutlak, untuk material lain seperti logam dan semikonduktor yang sangat terdoping, elektron yang ditambahkan umumnya akan menuju ke level Fermi daripada ke dasar pita konduksi.
Cara menggunakan afinitas elektron ini secara efektif dan pengukurannya akan menjadi pertimbangan penting dalam ilmu material dan fisika modern. Pengetahuan ini akan memandu kita setiap kali kita menjelajahi terminasi permukaan, struktur pemutus, dan implikasinya. Dapatkah Anda bayangkan bagaimana teknologi masa depan akan mendapat manfaat dari pemahaman yang lebih mendalam tentang afinitas elektronik?
