A equação química que pode ser associada à afinidade eletrônica do flúor é:
a) \mathrm{F}_{2(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 2 \mathrm{~F}_{(\mathrm{g})}^{-}.
b) \mathrm{F}_{2(\mathrm{l})} \rightarrow 2 \mathrm{~F}_{(\mathrm{g})}+2 \mathrm{e}^{-}.
c) \mathrm{F}_{(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{F}^{+}{ }_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-}.
d) \mathrm{F}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{F}^{-}{ }_{(\mathrm{g})}.

Passo 1

O enunciado pede para identificar qual das equações químicas dadas pode ser associada à afinidade eletrônica do flúor. As alternativas apresentadas são:
a) \mathrm{F}_{2(\mathrm{g})}+2\,\mathrm{e}^{-}\rightarrow 2\,\mathrm{F}^{-}_{(\mathrm{g})}.
b) \mathrm{F}_{2(\mathrm{l})}\rightarrow 2\,\mathrm{F}_{(\mathrm{g})}+2\,\mathrm{e}^{-}.
c) \mathrm{F}_{(\mathrm{g})}\rightarrow \mathrm{F}^{+}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-}.
d) \mathrm{F}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-}\rightarrow \mathrm{F}^{-}_{(\mathrm{g})}.

Passo 2

O que é afinidade eletrônica (explicação didática). Afinidade eletrônica é a variação de energia quando um átomo neutro, no estado gasoso, recebe um elétron formando um ânion gasoso. Em forma de equação química, a forma geral usada para afinidade eletrônica é:
\mathrm{X}_{(g)} + \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{X}^{-}_{(g)}.
Explicando cada símbolo: \mathrm{X}_{(g)} é o átomo neutro na fase gasosa; \mathrm{e}^{-} é o elétron que está sendo adicionado; \mathrm{X}^{-}_{(g)} é o ânion formado, também na fase gasosa. Normalmente a afinidade eletrônica refere-se a essa adição a um único átomo isolado em fase gasosa — é um processo de ganho de elétron.

Passo 3

Para não confundir, compare com ionização. Ionização é o processo inverso: remoção de um elétron de um átomo neutro gasoso. A equação geral de ionização é
\mathrm{X}_{(g)} \rightarrow \mathrm{X}^{+}_{(g)} + \mathrm{e}^{-}.
Portanto, qualquer equação que mostre perda de elétron (gerando \mathrm{e}^{-} como produto) corresponde a ionização, não a afinidade eletrônica.

Passo 4

Análise da alternativa (a). A equação é
\mathrm{F}_{2(\mathrm{g})}+2\,\mathrm{e}^{-}\rightarrow 2\,\mathrm{F}^{-}_{(\mathrm{g})}.
Aqui o reagente inicial é a molécula diatômica \mathrm{F}_{2} e aparecem dois elétrons adicionados, resultando em dois íons fluoreto. Embora essa reação envolva ganho de elétrons, ela parte de uma molécula \mathrm{F}_{2} e não de átomos isolados \mathrm{F}_{(g)}. A definição padrão de afinidade eletrônica refere-se ao ganho de elétron por um átomo gasoso isolado, não à captura de elétrons por uma molécula diatômica. Por isso essa alternativa não corresponde à definição padrão de afinidade eletrônica do átomo de flúor.

Passo 5

Análise da alternativa (b). A equação é
\mathrm{F}_{2(\mathrm{l})}\rightarrow 2\,\mathrm{F}_{(\mathrm{g})}+2\,\mathrm{e}^{-}.
Aqui aparecem elétrons como produtos: isso significa que elétrons estão sendo liberados (perda de elétrons), ou seja, é um processo de oxidação/ionização, não de ganho de elétron. Além disso a fase inicial é líquida \mathrm{F}_{2(\mathrm{l})}, não a fase gasosa do átomo neutro. Então não é afinidade eletrônica.

Passo 6

Análise da alternativa (c). A equação é
\mathrm{F}_{(\mathrm{g})}\rightarrow \mathrm{F}^{+}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-}.
Esta é exatamente a forma geral da ionização (remoção de um elétron) que escrevemos no Passo 3. Como ionização é o oposto de afinidade eletrônica (afinidade é ganhar um elétron), esta alternativa está incorreta para representar afinidade eletrônica.

Passo 7

Análise da alternativa (d). A equação é
\mathrm{F}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{e}^{-}\rightarrow \mathrm{F}^{-}_{(\mathrm{g})}.
Compare com a forma geral da afinidade eletrônica dada no Passo 2:
\mathrm{X}_{(g)} + \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{X}^{-}_{(g)}.
A alternativa (d) tem exatamente a mesma forma, com o átomo de flúor isolado na fase gasosa recebendo um elétron e formando o íon fluoreto em fase gasosa. Portanto esta alternativa representa corretamente a afinidade eletrônica do flúor.

Resposta

d)

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