Qual elemento em cada um dos seguintes pares possui a maior afinidade eletrônica. Justifique sua resposta.
Berílio ou magnésio
Berílio ou magnésio
Passo 1
O que o exercício pede: identificar, entre
e
, qual elemento tem a maior afinidade eletrônica e justificar por quê.
Informações relevantes fornecidas (implícitas pelo enunciado): posições na tabela periódica e configurações eletrônicas:
Informações relevantes fornecidas (implícitas pelo enunciado): posições na tabela periódica e configurações eletrônicas:
Ambos pertencem ao mesmo grupo (familia dos metais alcalino-terrosos) —
está no período 2 e
no período 3.
Passo 2
O que é afinidade eletrônica (aula rápida e sem enrolação).
Afinidade eletrônica é a medida do quanto um átomo neutro, no estado gasoso, “gosta” de receber um elétron adicional — isto é, quão favorável energeticamente é o processo
Afinidade eletrônica é a medida do quanto um átomo neutro, no estado gasoso, “gosta” de receber um elétron adicional — isto é, quão favorável energeticamente é o processo
Quando dizemos que um átomo tem maior afinidade eletrônica, queremos dizer que a adição do elétron é mais favorável (mais espontânea/mais estabilizante). Em linguagem simples: maior afinidade eletrônica = maior tendência a aceitar um elétron.
Passo 3
Fatores que determinam a afinidade eletrônica (explicado passo a passo, com intuição física).
- Carga nuclear efetiva (
): é a carga positiva “sentida” pelos elétrons externos, após considerar o efeito de blindagem (shielding) dos elétrons internos. Quanto maior , maior a atração do núcleo sobre um elétron adicional. Intuição: elétrons ligados mais fortemente = mais fácil atrair um elétron extra. - Raio atômico (
): quanto menor o átomo, mais próximo o elétron novo ficará do núcleo e mais forte será a atração elétrica. Uma relação qualitativa útil é:
ou seja, mais
e menor
favorecem maior afinidade.
3) Configuração eletrônica / estrutura de subshell: se o átomo tem uma subcamada externa completa (ex.: ), colocar o elétron extra normalmente exige ocupação de uma nova orbital (por exemplo, entrar em
), que pode ser energeticamente desfavorável. Além disso, em átomos muito pequenos, a repulsão elétron–elétron pode reduzir a estabilidade do íon formado. Então há um equilíbrio entre atração nuclear e repulsões e energia de subir para outro tipo de orbital.
3) Configuração eletrônica / estrutura de subshell: se o átomo tem uma subcamada externa completa (ex.:
Passo 4
Aplicando os fatores a
e
: comparação qualitativa passo a passo.
- Mesma família → mesma configuração de valência geral: ambos têm um subnível
preenchido como camada externa. Isso já indica que nenhum dos dois é especialmente pró-aceitar um elétron (porque o elétron novo teria que entrar em um orbital ). Logo, as afinidades eletrônicas de ambos são baixas em comparação com, por exemplo, halogênios. - Diferença de período:
está no período 2 (menor), no período 3 (maior). Assim, tem raio atômico menor ( ). Menor raio normalmente aumenta a atração sobre o elétron extra. - Blindagem e
: ao descer um grupo, a blindagem dos elétrons internos aumenta (mais camadas internas), reduzindo a carga nuclear efetiva sentida pelo elétron adicional. Portanto efetivo sobre o elétron extra em é menor do que em . - Juntando: para
temos maior efetiva sobre a camada externa e menor , o que tende a estabilizar mais um elétron adicional do que em . A resistência comum de ambos (subnível cheio) reduz a afinidade em ambos, mas não elimina a tendência geral: ao comparar os dois, a vantagem da menor distância e maior atração nuclear em faz com que ele tenha a maior afinidade eletrônica relativa.
Passo 5
Resumo da argumentação e resposta final lógica.
- Regra geral útil: dentro de um mesmo grupo, a afinidade eletrônica tende a diminuir ao descer (átomos maiores, mais blindagem → menos propensos a aceitar elétrons).
- Ambos (
e ) têm afinidades eletrônicas baixas por causa da configuração externa , mas , por ser menor e sentir maior atração nuclear efetiva, estabiliza um elétron adicional melhor que .
Portanto, entre os dois,possui maior afinidade eletrônica.