Powinowactwo elektronowe

Energia powinowactwa elektronowego E_EA na diagramie pasmowym; E_VAC, E_C, E_F i E_V oznaczają odpowiednio energię próżni, pasmo przewodnictwa, energię Fermiego i pasmo walencyjne

Powinowactwo elektronowe – wielkość charakteryzująca zdolność atomu do przyłączania elektronu i tworzenia jonu ujemnego (anionu):

A + e⁻ → A⁻

Ilościowo określa się je jako energię, która wydziela się w wyniku tego procesu. Podaje się w elektronowoltach (eV) lub kcal/mol.

Powinowactwo elektronowe można wyznaczyć eksperymentalnie, np. metodami spektroskopowymi. Jest to jednak możliwe tylko w sytuacji, gdy monoanion jest stabilny – powinowactwo przyjmuje wówczas wartości dodatnie. Taka sytuacja zachodzi dla większości pierwiastków grup głównych, z wyjątkiem gazów szlachetnych oraz berylu i magnezu, mających ujemne powinowactwo. Ponadto ujemne są drugie energie powinowactwa (A⁻ + e⁻ → A²⁻) atomów w stanie gazowym. Najwyższe wartości energii powinowactwa mają fluorowce, a następnie tlenowce. Występują tu jednak znaczące odstępstwa od reguły okresowości, np. chlor ma wyższe powinowactwo elektoronowe zarówno od fluoru, jak i od bromu, a powinowactwo elektronowe azotowców jest zazwyczaj znacznie mniejsze niż pierwiastków z obu sąsiednich grup.

Powinowactwo elektronowe w zależności od liczby atomowej

Wg Mullikana elektroujemność pierwiastków chemicznych jest proporcjonalna do ich powinowactwa elektronowego, ale także do energii jonizacji (czyli energii reakcji A → A⁺ + e⁻). W efekcie np. gazy szlachetne, mające ujemne powinowactwo elektronowe, ale jednocześnie dużą energię jonizacji, charakteryzują się dużą elektroujemnością.