Qual deve ter maior afinidade eletrônica: 6 C ou 7 N? Explique com base na distribuição eletrônica no orbital mais energético p? Mostre o preenchimento desse orbital.

Passo 1

Beleza, a questão pergunta “Quem tem maior afinidade eletrônica, o carbono (_6C) ou o nitrogênio (_7N)?” e pede pra gente usar a distribuição eletrônica no orbital p mais energético e mostrar como ele é preenchido. O conteúdo aqui é afinidade eletrônica e configuração eletrônica (em especial o subnível 2p), além de entender estabilidade de subníveis (regra de Hund e energia de emparelhamento). Vamos precisar saber:
  1. O que é afinidade eletrônica.
  2. Como montar a configuração eletrônica de C e N.
  3. Como são distribuídos os elétrons no subnível 2p e por que um semi-vazio ou meio-vazio é mais estável.

Passo 2

Afinidade eletrônica é a energia liberada (ou absorvida) quando a gente adiciona um elétron a um átomo gasoso isolado. Quanto mais positiva (ou menos negativa) essa energia, maior a tendência do átomo em capturar elétrons. É influenciada por dois fatores principais: atração nuclear (quanto mais carga positiva no núcleo, maior atração) e repulsão entre elétrons (quando a gente emparelha elétrons num mesmo orbital, aumenta a energia do sistema).

Passo 3

Vamos montar as configurações eletrônicas até o 2p:
  • Carbono (_6C): 1s² 2s² 2p²
  • Nitrogênio (_7N): 1s² 2s² 2p³
    Aí o lance é como distribuímos os elétrons em 2p, que tem três orbitais degraus (px, py, pz), tá? Pela regra de Hund, a gente primeiro coloca um elétron em cada orbital antes de emparelhar.

Passo 4

Distribuição no 2p (só desenhando os três orbitais, setinhas para cada elétron):
Carbono (2 elétrons em 2p):
c|c|c boxeduparrow,, & boxeduparrow,, & boxed,, px & py & pz
Nitrogênio (3 elétrons em 2p):
c|c|c boxeduparrow,, & boxeduparrow,, & boxeduparrow,, px & py & pz

Passo 5

Quando a gente captura um elétron extra:
  • No C, vai sobrar um orbital 2p vazio, então o elétron novo entra nele, sem emparelhar, resultando em 2p³ (meio-cheio) — configura igual ao nitrogênio. Isso libera energia sem custo extra de emparelhamento.
  • No N, que já está meio-cheio (2p³), o elétron extra tem que emparelhar num dos três orbitais, gerando repulsão extra e gastando energia (alto custo de emparelhamento). Resultado: afinidade eletrônica menor (próximo de zero ou até negativa).

Resposta

O carbono (_6C) tem maior afinidade eletrônica que o nitrogênio (_7N), pois ao receber um elétron forma um subnível 2p meio-cheio sem emparelhamento extra, enquanto o nitrogênio precisa emparelhar elétrons e isso custa energia.

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