As afinidades eletrônicas, em \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}, para os metais dos grupos 1 B e 2 B são as que estão no quadro a seguir:
Cu Zn
-119 >0
Ag Cd
-126 >0
Au Hg
-223 >0
Por que as afinidades eletrônicas dos elementos do grupo 2 B são maiores que zero?

Passo 1

O enunciado apresenta as afinidades eletrônicas (em \mathrm{kJ/mol}) dos metais dos grupos 1 B e 2 B da tabela periódica:
\begin{array}{|c|c|} \hline \text{Cu} & \text{Zn}\\\\ -119 & >0\\\ \hline \text{Ag} & \text{Cd}\\\\ -126 & >0\\\ \hline \text{Au} & \text{Hg}\\\\ -223 & >0\\\ \hline \end{array}
Nas condições padrão, afinidade eletrônica negativa significa que a adição de um elétron ao átomo libera energia (processo exotérmico). Afinidade maior que zero significa que a adição de elétron absorve energia (processo endotérmico). Precisamos usar conceito de configuração eletrônica e estabilidade de subníveis para entender por que os elementos do grupo 2 B têm afinidades eletrônicas positivas.

Passo 2

Vamos analisar a configuração eletrônica dos metais do grupo 2 B: \mathrm{Zn}:\,[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2 \mathrm{Cd}:\,[\mathrm{Kr}]\,4d^{10}\,5s^2 \mathrm{Hg}:\,[\mathrm{Xe}]\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2
Eles possuem subnível d completamente preenchido d^{10} e camada s completa. Essa configuração é muito estável. Para adicionar um elétron, o átomo teria de colocá-lo em um orbital de energia mais alta (o orbital p seguinte: 4 p, 5 p, 6 p, etc.), que está bastante afastado do núcleo e sofre forte repulsão dos elétrons internos.

Passo 3

Como o elétron extra não entra no mesmo subnível d (já cheio) nem no subnível s (cheio), ele vai para um orbital p de energia mais elevada. Nesse orbital, a atração nuclear sobre o elétron é pequena (devido ao grande escudo dos elétrons internos) e a repulsão elétron–elétron com os elétrons da camada de valência é alta. Como resultado, o sistema precisa receber energia para acomodar esse elétron, tornando o processo endotérmico.

Passo 4

Em resumo, a razão pela qual as afinidades eletrônicas dos elementos do grupo 2 B são maiores que zero é: \bullet a configuração d^{10}\,s^2 é extremamente estável; \bullet o elétron adicional só pode ocupar um orbital p de alta energia, sofrendo forte repulsão e fraca atração nuclear; \bullet portanto, é necessário fornecer energia para inserir esse elétron, resultando em afinidade eletrônica positiva.

Resposta

As afinidades eletrônicas dos elementos do grupo 2 B são positivas porque eles têm configuração d^{10}\,s^2 completamente preenchida e, para aceitar um elétron extra, seria preciso colocá-lo em um orbital p de energia bem mais alta, onde a atração nuclear é fraca e a repulsão eletrônica é grande, tornando o processo endotérmico.

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