質問: 電子親和力についてお聞きしたいです。基礎的なことですみません。
回答: 今、第2周期の原子を書きます Li Be B C N O F Ne ですね。原子番号3~10ですが、この中で最も小さい原子はどれか分かりますか?Fです。センター試験にも出るポイントです。 原子番号が同周期内で増えても、電子が同じ電子殻に入るので大きさが大きくなりません。逆に原子番号が大きくなると、陽子が増え原子核の引力(静電気力)が大きくなるので、電子殻の電子が強く引きつけられるため縮み大きさが小さくなります。したがって、同周期では原子番号が大きいハロゲンが最も小さいことになります。(希ガスが最も小さくなりそうですが、希ガスは安定で単原子分子として存在するため、化合物をほとんどつくりません。原子の大きさを求めるのに結晶のX線解析を行い2原子間の距離を求め、それを1/2して求めたりします。しかし、希ガスは化合物をつくらないので原子間の距離が求まりません。そこで、希ガスの場合は液体の体積や原子数などの関係から原子の大きさを出しているので、ファンデルワールス力で結合している希ガスの原子間距離はどうしても大きくなってしまい、その1/2の原子半径も大きくなってしまうわけです。) ところで、地球(原子)からロケット(電子)が飛び出し、地球の引力を振り切った所まで行くためには、ロケット(電子)が噴射し運動エネルギーを増やさなければなりません。つまり、原子の引力を受けないほど遠くにある電子は、たくさんの運動エネルギーを持っていることになります。その電子が、原子に戻るとエネルギーは少なくてよいので、その差分のエネルギーが放出されることになります。これが、電子親和力です。先ほど言いましたが、同周期ではハロゲンが最も小さい原子ですから、電子は、よりたくさんエネルギーを放出して、より原子核に近いところに入ることになります。したがって、より小さなハロゲンの電子親和力が大きくなるわけです。 「希ガスに近い原子、つまり希ガスになりやすい原子に電子を取り込むことは大きなエネルギーが使われるということなのでしょうか?」と質問がありますが、大きなエネルギーが使われるのではなく、大きなエネルギーを放出してエネルギーの少ない安定なイオンになるのです。 化学反応しやすい物質はエネルギーが多く、安定な物質はエネルギーが少なくなるのと同じです(物質の変化のしやすさの場合は、活性化エネルギーが関与します)。