6.19: Tendencias Periódicas - Afinidad Electrónica

Figura\(\PageIndex{1}\) (Crédito: Fundación CK-12; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CK-12 Currículum Licencia de materiales)

¿Tiendes a sobreempacar antes de ir de viaje?

Empacar para un viaje puede ser muy desafiante. ¿Qué llevas contigo? ¿A dónde vas y qué vas a necesitar? Normalmente empacamos demasiado (como la maleta de arriba) y luego nos resulta difícil cerrar la maleta. Cuando la maleta está sobrecargada, hay tensión en el sistema y fuerzas que empujan la maleta para abrirla. Cuando se agregan electrones a un átomo, el aumento de la carga negativa pone tensión en los electrones que ya están ahí, provocando que se libere energía.

Cuando se eliminan electrones de un átomo, ese proceso requiere energía para alejar al electrón del núcleo. La adición de un electrón libera energía del proceso.

Afinidad de electrones

En la mayoría de los casos, la formación de un anión por la adición de un electrón a un átomo neutro libera energía. Esto se puede mostrar para la formación de iones cloruro a continuación:

\[\ce{Cl} + \ce{e^-} \rightarrow \ce{Cl^-} + \: \text{energy}\nonumber \]

El cambio de energía que se produce cuando un átomo neutro gana un electrón se llama su afinidad electrónica. Cuando se libera energía en una reacción o proceso químico, esa energía se expresa como un número negativo. La siguiente figura muestra las afinidades electrónicas\(\ce{kJ/mol}\) para los elementos representativos. Las afinidades de los electrones se miden en átomos en estado gaseoso y son muy difíciles de medir con precisión.

Figura\(\PageIndex{2}\): Afinidades electrónicas (in\(\text{kJ/mol}\)) de los primeros cinco periodos de los elementos representativos. Las afinidades de los electrones son números negativos porque se libera energía. (Crédito: Christopher Auyeung; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))

Los elementos del grupo halógeno (Grupo 17) ganan electrones más fácilmente, como puede verse por sus grandes afinidades electrónicas negativas. Esto significa que se libera más energía en la formación de un ion haluro que para los aniones de cualquier otro elemento. Considerando la configuración electrónica, es fácil ver por qué. La configuración externa de todos los halógenos es\(ns^2 \: np^5\). La adición de un electrón más da a los iones haluro la misma configuración electrónica que un gas noble, lo que hemos visto es particularmente estable.

Las tendencias de período y grupo para las afinidades electrónicas no son tan regulares como para la energía de ionización. En general, las afinidades electrónicas aumentan (se vuelven más negativas) de izquierda a derecha a lo largo de un período y disminuyen (se vuelven menos negativas) de arriba a abajo en un grupo. Sin embargo, hay muchas excepciones, debido en parte a las dificultades inherentes para medir con precisión las afinidades electrónicas.

Resumen

• La afinidad electrónica es una medida de la energía liberada cuando se agrega un electrón extra a un átomo.
• Las afinidades de los electrones se miden en estado gaseoso.
• En general, las afinidades electrónicas se vuelven más negativas a medida que avanzamos de izquierda a derecha en la tabla periódica.
• En general, las afinidades electrónicas se vuelven menos negativas de arriba a abajo de un grupo.

Revisar

1. Define “afinidad electrónica”.
2. ¿La adición de un electrón a un átomo neutro requiere energía para ser absorbida o liberada?
3. Describir la tendencia general de los valores de afinidad electrónica que se mueven de izquierda a derecha en la tabla periódica.
4. Describir la tendencia general de los valores de afinidad electrónica que se mueven de arriba a abajo en un grupo en la tabla periódica.
5. ¿Por qué se libera más energía en la formación de un ion haluro que con otros elementos?