A afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo neutro ganha um elétron para formar um ânion. Ela é uma propriedade periódica dos elementos químicos e varia de acordo com a posição na tabela periódica. A afinidade eletrônica aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita na tabela periódica. Alguns exemplos de elementos com alta afinidade eletrônica são o flúor, o cloro e o oxigênio, que tendem a ganhar elétrons com facilidade devido à sua configuração eletrônica. Já elementos como os metais alcalinos possuem baixa afinidade eletrônica, pois tendem a perder elétrons para adquirir estabilidade.
Significado da eletroafinidade: conceito importante na tabela periódica para entender a reatividade dos elementos.
A afinidade eletrônica é uma propriedade dos elementos químicos que está relacionada com a capacidade de um átomo em atrair elétrons quando forma uma ligação química. Ela está diretamente ligada à energia liberada ou absorvida durante o processo de ganho de elétrons.
A eletroafinidade é um conceito importante na tabela periódica, pois ajuda a entender a reatividade dos elementos. Ela varia de acordo com a posição do elemento na tabela periódica, sendo que os elementos localizados no canto superior direito têm maior afinidade eletrônica, enquanto os localizados no canto inferior esquerdo têm menor afinidade.
Por exemplo, o flúor, que é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica, possui uma afinidade eletrônica muito alta, pois tem uma grande tendência em ganhar elétrons. Já o lítio, que é um metal alcalino, possui uma afinidade eletrônica baixa, pois tem uma menor capacidade de atrair elétrons.
Em resumo, a afinidade eletrônica é uma propriedade importante para entender como os elementos reagem quimicamente entre si, influenciando diretamente na formação de compostos e na estabilidade das ligações químicas.
Qual elemento apresenta a maior afinidade eletrônica entre eles?
A afinidade eletrônica é a medida da energia liberada ou absorvida quando um átomo ganha um elétron. Na tabela periódica, a afinidade eletrônica tende a aumentar ao longo de um período e a diminuir ao longo de um grupo. Isso ocorre devido à variação na carga nuclear efetiva, no tamanho do átomo e na estabilidade do elétron adicionado.
Entre os elementos, o halogênio apresenta a maior afinidade eletrônica. Os halogênios estão localizados no grupo 17 da tabela periódica e possuem uma camada de valência completa, tornando-os altamente reativos e propensos a ganhar elétrons para completar sua camada externa. Isso os torna os elementos com maior tendência a atrair elétrons e, portanto, apresentarem a maior afinidade eletrônica.
Um exemplo prático disso é o flúor, que possui a maior afinidade eletrônica de todos os elementos. O flúor é capaz de atrair um elétron com maior facilidade devido ao seu pequeno raio atômico e alta carga nuclear efetiva. Isso resulta em uma grande quantidade de energia liberada quando o flúor ganha um elétron, demonstrando sua alta afinidade eletrônica.
Afinidade eletrônica: definição e exemplos para compreensão do conceito.
Afinidade eletrônica é a medida da energia liberada ou absorvida quando um átomo neutro ganha um elétron para formar um ânion. Em outras palavras, é a capacidade de um átomo de atrair elétrons. Quanto maior a afinidade eletrônica de um átomo, maior será a sua tendência em atrair elétrons. Por outro lado, átomos com baixa afinidade eletrônica têm menos probabilidade de ganhar elétrons.
A variação da afinidade eletrônica na tabela periódica ocorre devido a fatores como o tamanho do átomo e a carga nuclear efetiva. Geralmente, a afinidade eletrônica aumenta ao longo de um período da tabela periódica, da esquerda para a direita. Isso ocorre porque os átomos têm uma maior capacidade de atrair elétrons quando possuem uma maior carga nuclear efetiva e um menor raio atômico.
Um exemplo disso é a variação da afinidade eletrônica do grupo 17 (halogênios). O flúor, sendo o elemento mais eletronegativo, possui a maior afinidade eletrônica dentro do grupo. À medida que descemos no grupo, a afinidade eletrônica diminui, com o iodo apresentando a menor afinidade eletrônica.
Em resumo, a afinidade eletrônica é uma propriedade dos átomos que indica a sua capacidade de atrair elétrons. A variação da afinidade eletrônica na tabela periódica é influenciada pelo tamanho do átomo e pela carga nuclear efetiva, resultando em padrões previsíveis ao longo dos períodos e grupos.
Variação da afinidade eletrônica na tabela periódica: o que influencia essa propriedade dos elementos.
A afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo neutro ganha um elétron para se tornar um íon negativo. Essa propriedade dos elementos varia na tabela periódica devido a diversos fatores que influenciam a capacidade de um átomo de atrair elétrons.
Um dos principais fatores que influenciam a afinidade eletrônica é o raio atômico. Quanto menor o raio do átomo, maior será a sua afinidade por elétrons, pois a atração do núcleo sobre os elétrons é mais intensa. Por isso, os elementos localizados no canto superior direito da tabela periódica tendem a ter maiores valores de afinidade eletrônica.
Além disso, a configuração eletrônica dos átomos também influencia a afinidade eletrônica. Átomos com configurações eletrônicas estáveis, como os dos gases nobres, tendem a ter menor afinidade por elétrons, pois já possuem uma camada de valência completa.
Um exemplo claro da variação da afinidade eletrônica na tabela periódica é a comparação entre o flúor e o cloro. O flúor, localizado no canto superior direito, possui uma afinidade eletrônica maior do que o cloro, mesmo pertencendo ao mesmo grupo. Isso se deve ao fato de que o flúor possui um raio atômico menor e uma maior capacidade de atrair elétrons.
Em resumo, a afinidade eletrônica dos elementos varia na tabela periódica devido ao raio atômico, à configuração eletrônica e outros fatores que influenciam a capacidade de um átomo de atrair elétrons para formar íons negativos.
Afinidade eletrônica: variação na tabela periódica e exemplos
A afinidade de electrões ou de electrões de afinidade é uma medida da variação da energia de um átomo da fase gasosa, quando a incorporação de um camada de valência de electrões. Uma vez que o elétron foi adquirido pelo átomo A, o ânion resultante A – pode ser mais estável ou não do que seu estado de base. Portanto, essa reação pode ser endotérmica ou exotérmica.
Por convenção, quando o ganho do elétron é endotérmico, o valor de afinidade positivo recebe um sinal “+” positivo; por outro lado, se é exotérmico – ou seja, libera energia – esse valor recebe um sinal negativo “-“. Em que unidades esses valores são expressos? Em kJ / mol, ou em eV / átomo.
Se o elemento estivesse em uma fase líquida ou sólida, seus átomos interagiriam entre si. Isso faria com que a energia absorvida ou liberada, devido ao ganho eletrônico, fosse dispersa entre todas elas, produzindo resultados não confiáveis.
Por outro lado, na fase gasosa supõe-se que eles estejam isolados; Em outras palavras, eles não interagem com nada. Então, os átomos envolvidos nessa reação são: A (g) e A – (g). Aqui (g) indica que o átomo está na fase gasosa.
Primeira e segunda afinidades eletrônicas
Primeiro
A reação de ganho eletrônico pode ser representada como:
A (g) + e – => A – (g) + E, ou como A (g) + e – + E => A – (g)
Na primeira equação, E (energia) é encontrado como um produto no lado esquerdo da seta; e na segunda equação, a energia é contada como reagente, estando localizada no lado direito. Ou seja, o primeiro corresponde a um ganho eletrônico exotérmico e o segundo a um ganho eletrônico endotérmico.
No entanto, em ambos os casos, é apenas um elétron que se adiciona à camada de valência do átomo A.
Segundo
Também é possível que, uma vez formado o íon negativo A – , ele absorva outro elétron novamente:
A – (g) + e – => A 2– (g)
No entanto, os valores para a segunda afinidade eletrônica são positivos, pois as repulsões eletrostáticas entre o íon negativo A – e o elétron recebido e – devem ser superadas .
O que determina que um átomo gasoso “recebe” um elétron melhor? A resposta está essencialmente no núcleo, no efeito de blindagem das camadas eletrônicas internas e na camada de valência.
Como a afinidade eletrônica varia na tabela periódica
Na imagem acima, as setas vermelhas indicam as direções nas quais a afinidade eletrônica dos elementos é aumentada. A partir daqui, a afinidade eletrônica pode ser entendida como uma das propriedades periódicas, com a peculiaridade de ter muitas exceções.
A afinidade eletrônica aumenta ascendente pelos grupos e, da mesma forma, aumenta da esquerda para a direita pela tabela periódica, especialmente pela vizinhança do átomo de flúor. Essa propriedade está intimamente relacionada ao raio atômico e aos níveis de energia de seus orbitais.
Variação pelo núcleo e efeito de proteção
O núcleo possui prótons, partículas carregadas positivamente que exercem uma força atrativa nos elétrons do átomo. Quanto mais próximos os elétrons do núcleo, maior a atração que eles sentem. Assim, à medida que a distância do núcleo aos elétrons aumenta, menores as forças de atração.
Além disso, os elétrons da camada interna ajudam a “proteger” o efeito do núcleo nos elétrons das camadas mais externas: os elétrons de valência.
Isso se deve às próprias repulsões eletrônicas entre suas cargas negativas. No entanto, esse efeito é neutralizado pelo aumento no número atômico Z.
Que relação isso tem com afinidade eletrônica? Que um átomo gasoso A terá mais tendência a ganhar elétrons e formar íons negativos estáveis quando o efeito de proteção for maior que as repulsões entre o elétron recebido e os da camada de valência.
O oposto ocorre quando os elétrons estão distantes do núcleo e as repulsões entre eles não prejudicam o ganho eletrônico.
Por exemplo, ao descer em um grupo, novos níveis de energia são “abertos”, o que aumenta a distância entre o núcleo e os elétrons externos. É por esse motivo que, ao ascender por grupos, aumentam as afinidades eletrônicas.
Variação por configuração eletrônica
Todos os orbitais têm seus níveis de energia; portanto, se o novo elétron ocupar um orbital de energia mais alta, o átomo precisará absorver energia para que isso seja possível.
Além disso, a maneira como os elétrons ocupam os orbitais pode ou não favorecer o ganho eletrônico, distinguindo assim as diferenças entre os átomos.
Por exemplo, se todos os elétrons estiverem ausentes nos orbitais p, a inclusão de um novo elétron causará a formação de um par emparelhado, que exerce forças repulsivas nos outros elétrons.
É o caso do átomo de nitrogênio, cuja afinidade eletrônica (8kJ / mol) é menor do que para o átomo de carbono (-122kJ / mol).
Exemplos
Exemplo 1
A primeira e a segunda afinidade eletrônica para o oxigênio são:
O (g) + e – => O – (g) + (141kJ / mol)
O – (g) + e – + (780kJ / mol) => O 2– (g)
A configuração eletrônica para o O é 1s 2 2s 2 2p 4 . Já existe um par de elétrons emparelhado, que não pode superar a força atrativa do núcleo; portanto, o ganho electrónico liberta energia após a formação de um ião ó estável – .
Entretanto, embora O 2– tenha a mesma configuração que o gás nobre neon, suas repulsões eletrônicas excedem a força de atração do núcleo e, para permitir a entrada do elétron, é necessária uma contribuição energética.
Exemplo 2
Se as afinidades eletrônicas dos elementos do grupo 17 forem comparadas, será feito o seguinte:
F (g) + e – = F – (g) + (328 kJ / mol)
Cl (g) + e – = Cl – (g) + (349 kJ / mol)
Br (g) + e – = Br – (g) + (325 kJ / mol)
I (g) + e – = I – (g) + (295 kJ / mol)
De cima para baixo – descendo no grupo – aumentam os raios atômicos, assim como a distância entre o núcleo e os elétrons externos. Isso causa um aumento nas afinidades eletrônicas; no entanto, o flúor, que deve ter o maior valor, é excedido pelo cloro.
Porque Essa anomalia demonstra o efeito de repulsões eletrônicas na força de atração e baixa blindagem.
Por ser um átomo muito pequeno, o flúor “condensa” todos os seus elétrons em um pequeno volume, causando uma maior repulsão no elétron recebido, diferentemente de seus congêneres mais volumosos (Cl, Br e I).
Referências
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