Conceitue:
ii) o que é afinidade eletrônica.
ii) o que é afinidade eletrônica.
Passo 1
O enunciado pede uma conceituação: explicar claramente o que é afinidade eletrônica.
Não foram fornecidos dados numéricos ou uma figura — apenas a solicitação de definição.
Não foram fornecidos dados numéricos ou uma figura — apenas a solicitação de definição.
Passo 2
Definição básica e equação química: a afinidade eletrônica descreve a variação de energia associada ao ganho de um elétron por um átomo isolado no estado gasoso. Escreve-se a reação
A afinidade eletrônica é o valor da energia ligado a esse processo (ver passo seguinte sobre sinal).
Passo 3
Sinal e convenção prática: medir energia envolvida pode ser feito de duas formas equivalentes:
- A variação de energia do processo é
. Se o processo libera energia (exotérmico), então . - Em química costuma-se reportar a afinidade eletrônica
como a energia liberada (quando o processo é exotérmico), ou seja, numericamente positiva quando energia é liberada. Assim, uma relação útil é
Ex.: se a captura do elétron libera
, então
(produto mais estável). Se o processo absorve energia,
é negativamente pequeno segundo essa convenção (ou diz-se que o átomo tem afinidade eletrônica baixa/negativa).
Passo 4
Unidades e exemplos numéricos:
é dado em energia por mol, tipicamente
, ou em elétron-volt por átomo (
). A conversão aproximada é
Por exemplo, o cloro tem uma afinidade eletrônica em torno de
, que corresponde a cerca de
.
Passo 5
Tendência periódica (regra prática para a prova): em geral, ao mover-se da esquerda para a direita numa linha da tabela periódica a afinidade eletrônica aumenta (átomos tendem a ganhar elétrons mais facilmente), e ao descer um grupo a afinidade eletrônica tende a diminuir. Há exceções que vêm do arranjo eletrônico (próximo passo explica).
Passo 6
Por que isso acontece? causas físicas, explicadas simples:
- Atração nuclear efetiva: maior carga nuclear efetiva puxa elétrons com mais força, facilitando a captura (aumenta
). - Raio atômico: átomos menores permitem que o elétron adicional fique mais próximo do núcleo, liberando mais energia.
- Repulsão entre elétrons: ao adicionar um elétron a um orbital já parcialmente preenchido, a repulsão reduz a energia liberada.
- Estabilidade de subníveis: configurações com subníveis completos ou meio-cheios (ex.:
, , ) tornam a adição de um elétron menos favorável — daí as exceções (por exemplo, tem afinidade eletrônica menor que o esperado por causa do semi-preenchimento do subnível ).
Passo 7
Afinidades eletrônicas sucessivas: a primeira afinidade eletrônica refere-se ao ganho do primeiro elétron (formação de
). A segunda afinidade eletrônica (adicionar um elétron a
) costuma ser fortemente endotérmica porque é preciso vencer a repulsão de um íon negativo; portanto a segunda afinidade é geralmente um valor negativo no sentido “energia liberada” (ou seja, exige fornecimento de energia).
Passo 8
Relação com outros conceitos e aplicação rápida para prova:
- Afinidade eletrônica está ligada à reatividade e à tendência de formar ânions.
- Relação com eletronegatividade de Mulliken: a eletronegatividade média pode ser aproximada por
onde
é a energia de ionização (energia para remover um elétron). Essa fórmula mostra que átomo que libera muita energia ao ganhar elétron (alto
) tende a ter alta eletronegatividade.
- Medidas experimentais vêm de espectroscopia em fase gasosa; para provas, normalmente basta saber definição, convenção de sinal, tendências e exceções.
Passo 9
Resumo-mnemonico e dica de prova: pense “afinidade eletrônica = energia associada ao ato de ganhar um elétron”. Se ganhar o elétron libera energia, o átomo tem afinidade eletrônica alta (valor positivo no modo de reportar). Memorizando a equação
e a convenção
já resolve a maioria das questões conceituais.
Resposta
Afinidade eletrônica é a energia associada ao ganho de um elétron por um átomo isolado no estado gasoso, representado por
; na convenção usual
é o valor da energia liberada (positivo quando o processo é exotérmico).