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 as afinidades eletrônicas dos metais dos grupos 1B (Cu, Ag, Au) e 2B (Zn, Cd, Hg), e pede para explicar por que, no grupo 1B, os valores de afinidade eletrônica (em
) ficam mais negativos quando descemos no grupo. O conteúdo envolve o conceito de afinidade eletrônica e os fatores atômicos que a influenciam, como raio, carga nuclear efetiva e efeitos de blindagem.
Passo 2
Afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo isolado no estado gasoso capta um elétron. Valor negativo significa que o processo é exotérmico e o átomo atrai fortemente o elétron. Quanto mais negativo, maior a força de atração pela carga nuclear.
Passo 3
Na maior parte dos grupos da tabela periódica a afinidade eletrônica fica menos negativa descendo o grupo, porque o raio atômico aumenta e o elétron extra “vê” menor atração. No grupo 1B ocorre exatamente o oposto:
,
e
, ou seja, ao descer a tendência é ficar mais exergônica.
Passo 4
A explicação principal está na carga nuclear efetiva e na blindagem:
- À medida que aumentamos o número atômico em 1B, há mais prótons no núcleo, mas os elétrons internos são maioritariamente de camada
, que blindam mal o aumento de carga. - O elétron adicional se aloja num orbital
mais externo , sentindo quase toda a carga nuclear extra, o que reforça a atração e torna o processo mais exotérmico.
Passo 5
Além disso, existem dois efeitos importantes que se tornam mais fortes no caso de Ag e sobretudo de Au:
- Contração de bloco d: os elétrons
em Ag e em Au sofrem contração, diminuindo levemente o raio atômico e aumentando a densidade eletrônica próxima ao núcleo. - Efeitos relativísticos (em Au): o orbital
sofre contração relativística pela alta carga nuclear, estabilizando-o e reduzindo a energia do orbital subsequente. Isso faz com que a captação de um elétron seja ainda mais liberadora de energia.
Passo 6
A união desses fatores — maior carga nuclear efetiva sem blindagem eficaz, contração de camadas
e estabilização relativística do orbital
/
— supera o aumento de raio e faz com que a afinidade eletrônica dos elementos do grupo 1B se torne cada vez mais negativa descendo o grupo.
Resposta
Porque, ao descer o grupo 1B, o aumento de prótons gera maior carga nuclear efetiva quase não blindada pelos elétrons
, somado à contração de bloco
e aos efeitos relativísticos (em Au), que estabilizam os orbitais externos e intensificam a atração pelo elétron adicional, tornando a afinidade eletrônica mais negativa.