上期內容：電網友好型光伏發電系統的控制策略
專家特別提醒
莫混淆氣體電負性與電子親和性概念
國內第一次在書本和雜誌文章上將氣體電負性與電親和性兩個概念混淆，至少發生在幾十年前，也不知道是哪位專家在哪本書裡造成的。但從此後，許多氣體放電和SF6電弧專家就沿用了這種錯誤的概念，一直至今，包括國內許多大牛大腕和青年才俊，也包括許多知名書本和雜誌文章。今年初與日本教授K. SAWA交流時，他提醒我此兩概念的不同。於是我趕緊搜索核對，果然張冠李戴。為了提醒同行專家注意區分此兩個概念，特撰成小文發表。祈請各位專家指教。
李震彪 教授
2017-11
李震彪教授提供，特此感謝！
摘要：本文對比了電負性與電子親和性概念的不同，國內許多文獻常認為電負性是氣體分子對外部自由電子的吸附，但化學物理文獻及諸多百科全書均認為電負性是分子內原子對內部成鍵電子的吸引。建議今後使用氣體電負性概念時慎重區別其義，避免與電子親和性混淆。
關鍵字：氣體；電負性；電子親和性
國內許多文獻常常提到SF6具有很強的電負性，並將電負性常常解釋為氣體分子吸附外部自由電子並成為負離子的能力。如文獻[1-3]分別對應第57、151、60頁指出SF6具有很強的電負性，很容易俘獲一個電子而成為活動力很差的負離子，使游離能力很強的電子數減少，且形成負離子後，容易與正離子相複合，阻礙放電的形成與發展。文獻[4]認為SF6的強力吸附電子的能力稱為電負性，SF6的電負性比空氣高几十倍，極強的電負性使SF6氣體具有良好的絕緣性能，電極間在一定的場強下發生電子發射時，極間自由電子很快被SF6吸附，大大阻礙了碰撞電離過程的發展，使極間電離度下降，而耐受電壓能力增強。文獻[5]指出SF6很強的電負性使其絕緣強度很高，從而被廣泛用於斷路器中。上述文獻對氣體電負性概念的解釋均是指氣體分子吸附外部自由電子的能力。
但是，這一概念的解釋與化學物理權威文獻關於氣體電負性的概念解釋明顯不一致，如文獻[6]第80頁指出氣體電負性是用以度量分子中原子對成鍵電子的吸引能力的相對大小，當A和B兩種原子結合成雙原子分子AB時，若A的電負性大，則生成分子的極性是Aδ-Bδ+，即A原子帶較多的負電荷，B原子帶較多的正電荷；反之，若B的電負性大，則生成分子的極性是Aδ+Bδ-。 文獻[7]第1456頁指出電負性概念是由Pauling首次提出，它是反映一個分子中一個原子對於成鍵電子的相對吸引力，其英文原文為：Electronegativity is a parameter originally introduced by Pauling which describes, on a relative basis, the tendency of an atom in a molecule to attract bonding electrons. While electronegativity is not a precisely defined molecular property, the electronegativity difference between two atoms provides a useful measure of the polarity and ionic character of the bond between them。
即，文獻[6-7]對電負性概念的解釋是一個分子中的一個原子對於內部成鍵電子的相對吸引力，而不是分子對於外部自由電子的吸附作用。文獻[1-5]與[6-7]電負性的概念區別主要是前者認為是分子對外部自由電子的吸附，後者認為是分子內原子對內部成鍵電子的吸引，被吸引電子內外之別。 一個原子（元素）電負性數值越大，原子在形成化學鍵時對成鍵電子的吸引力越強。表1給出了部分元素在常見氧化態下的電負性數值[8]。
另外， 「百度百科」關於電負性也給了解釋，指出「電負性是元素的原子在化合物中吸引電子的能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引電子的能力越強。又稱為相對電負性，簡稱電負性，也叫電負度。電負性綜合考慮了電離能和電子親合能，首先由萊納斯·卡爾·鮑林於1932年引入電負性的概念，用來表示兩個不同原子間形成化學鍵時吸引電子能力的相對強弱，是元素的原子在分子中吸引共用電子的能力。」
維基百科全書對於電負性給出的定義與百度百科一致，即 Electronegativity is a chemical property that describes the tendency of an atom to attract electrons (or electron density) towards itself.
因此，本文認為物質的基本物化性質參數定義不應該因行業或學科差異而出現基本概念含義相悖，更不應與普遍認可的概念定義相矛盾。正如電阻率、密度、比熱、熔點作為材料的物性參數，其概念定義在物理、化學、材料、電氣、機械等學科也必須保持一致一樣，電負性作為氣體的一種物性參數，其在電氣領域的定義也應該與化學、物理等領域的定義保持一致，更應該與電負性概念的原始提出者萊納斯•卡爾•鮑林所定義的概念一致。 建議電氣學科使用電負性概念時以原創人萊納斯•卡爾•鮑林的定義為準，也與化學物理等學科文獻關於氣體電負性的普遍定義一致。
有人若認為氣體分子吸引外界自由電子的能力類似於化合物中原子吸引內部成鍵電子的能力，並以此將氣體分子吸引外界自由電子的能力定義為電負性，是沒有科學依據的，也是不嚴謹的。
氣體分子吸附外界自由電子的現象實際是電子親和性（能）。如文獻[9]第58頁指出電子親和性指氣態中性原子得到一個電子形成氣態負離子所釋放的能量。文獻[10]第156頁指出電子親和性是指氣態原子、分子或者原子團的能量與其吸附電子後形成負離子的能量之差，其英文原文為：Electron affinity of an atom (molecule or radical) is defined as the energy difference between the lowest (ground) state of the neutral and the lowest state of the corresponding negative ion in the gas phase.
A (g) + e-= A-(g)
「百度百科」關於電子親和性（能）也給了解釋，即「氣態電中性基態原子獲得一個電子變為氣態一價負離子放出的能量叫做電子親和能」。 維基百科全書Wikipedia the free encyclopedia對於電子親和性的定義與百度百科一致，即「the electron affinity of an atom or molecule is defined as the amount of energy released or spent when an electron is added to a neutral atom or molecule in the gaseous state to form a negative ion」。
表2給出了部分原子的電子親和能數值。
綜上，目前電氣領域許多文獻對氣體電負性的概念解釋，實際上對應的是電子親和性（能）概念。 電負性與電子親和性（能）兩個概念區別明顯。 考慮到物質的基本物性參數概念應該在各個學科之間保持一致，避免基本概念混淆引起學術表達和交流上的混亂，建議電氣領域使用電負性概念時以電負性概念原創人萊納斯•卡爾•鮑林的定義為準，這樣也就與廣泛的科學界普遍認可的概念定義一致了。
參考文獻：
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李震彪教授，博士，博士生導師。主要研究方向：電接觸電弧及材料、開關電器技術、電器狀態檢測與故障診斷。現任中國電工技術學會電接觸電弧專委會副主任委員、中國電工技術學會電工產品可靠性研究會常務理事、《電工材料》編委會副主任委員、《低壓電器》雜誌編委，華中科技大學實驗室與設備管理處處長。在科研方面,先後承擔國家自然科學基金、霍英東教育基金、教育部優秀年輕教師基金、湖北省自然科學基金、武漢市晨光計劃基金、教育部留學回國科研啟動基金等基金資助項目近20項和ALSTOM、BOSCH、長徵火箭公司、航天五院等企業合作項目約20項。在國際IEEE Trans on CPMT,IEICE Trans on Electronics、IEEE及ICEC等重要國際會議文集、《中國電機工程學報》等國內外學術刊物上發表論文120餘篇。多次赴美、英、法、愛爾蘭、瑞士、日本、沙特等國進行學術交流。
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