As afinidades eletrônicas, em
, para os metais dos grupos 1 B e 2 B são as que estão no quadro a seguir:
Cu
Zn
-119
Ag
Cd
-126
Au
Hg
-223
Por que as afinidades eletrônicas dos elementos do grupo 1B tornam-se mais negativas quando descemos no grupo?
| Cu | Zn |
| -119 |
|
| Ag | Cd |
| -126 |
|
| Au | Hg |
| -223 |
|
Passo 1
O enunciado mostra que os metais do grupo 1B (Cu, Ag, Au) têm afinidades eletrônicas (EA) cada vez mais negativas ao descermos o grupo:
• Cu: ;kJ/mol
• Ag: ;kJ/mol
• Au: ;kJ/mol
O conteúdo envolvido é afinidade eletrônica e tendências periódicas, com ênfase no papel da blindagem eletrônica e de efeitos relativísticos em átomos pesados.
• Cu:
• Ag:
• Au:
O conteúdo envolvido é afinidade eletrônica e tendências periódicas, com ênfase no papel da blindagem eletrônica e de efeitos relativísticos em átomos pesados.
Passo 2
Afinidade eletrônica
é a entalpia associada à reação
Quanto mais negativa for
, mais exoenergética é a captura do elétron. Em geral, ao descer um grupo, o átomo cresce de tamanho e a atração média do núcleo sobre o elétron externo cai, tornando
menos negativa. Mas, em 1B, essa regra “clássica” é contrariada.
Passo 3
A configuração eletrônica dos elementos 1B é
Quando o átomo neutro ganha um elétron, o orbital
que antes tinha um elétron fica com dois, formando uma camada externa fechada
, o que já traz uma estabilização extra.
Passo 4
Os elétrons
blindam mal a carga nuclear. Isso faz com que o elétron de valência
veja um
relativamente alto. Ao descermos o grupo, a carga nuclear total aumenta muito (mais prótons), mas a blindagem pelos
não compensa totalmente, de modo que o elétron adicionado continua fortemente atraído pelo núcleo.
Passo 5
Em átomos pesados como Au, somam-se os efeitos relativísticos:
• A massa efetiva do elétron de valência cresce quando sua velocidade se aproxima de uma fração significativa de .
• Isso contrai e estabiliza o orbital , aproximando-o do núcleo e aumentando ainda mais
.
O resultado é um grande ganho de energia ao capturar o elétron extra, tornando muito mais negativa em Au do que em Ag e Cu.
• A massa efetiva do elétron de valência cresce quando sua velocidade se aproxima de uma fração significativa de
• Isso contrai e estabiliza o orbital
O resultado é um grande ganho de energia ao capturar o elétron extra, tornando
Resposta
As afinidades eletrônicas do grupo 1B ficam mais negativas ao descermos porque, além do elétron extra completar a camada
, a blindagem ineficiente dos elétrons
mantém alto o
sobre o orbital
e, em átomos pesados (Ag, sobretudo Au), os efeitos relativísticos contraem e estabilizam ainda mais esse orbital, aumentando a exoenergicidade da adição de elétron.