A afinidade eletrônica é a energia liberada ou fornecida quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa. A afinidade eletrônica do carbono é maior do que a do nitrogênio. Na verdade, a afinidade eletrônica do nitrogênio é negativa. Sugira uma explicação para isso, levando em consideração as configurações eletrônicas desses dois elementos químicos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre afinidade eletrônica, que é a energia liberada ou absorvida quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa. Aqui, precisamos entender por que o carbono tem uma afinidade eletrônica maior que a do nitrogênio, e por que a afinidade eletrônica do nitrogênio é negativa. Vamos precisar conhecer as configurações eletrônicas desses dois elementos para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos definir o que é afinidade eletrônica. Afinidade eletrônica é a quantidade de energia que um átomo libera ou absorve quando ganha um elétron. Se a afinidade eletrônica for positiva, significa que o átomo libera energia ao ganhar o elétron. Se for negativa, ele precisa absorver energia para adicionar o elétron.
Passo 3
Agora, vamos dar uma olhada nas configurações eletrônicas do carbono e do nitrogênio.
- Carbono ©: Tem 6 elétrons. A configuração eletrônica é
. - Nitrogênio (N): Tem 7 elétrons. A configuração eletrônica é
.
Passo 4
Observando as configurações eletrônicas:
-
Carbono: No orbital
, tem 2 elétrons. Adicionar um terceiro elétron ao não causa muito estresse, já que ainda há espaço. -
Nitrogênio: Já possui uma configuração
, que é meio cheia e bastante estável devido à simetria e à distribuição uniforme dos elétrons. Adicionar um quarto elétron ao resultaria em um par de elétrons no mesmo orbital, o que causa repulsão devido à força de elétrons com cargas iguais se repelindo.
Passo 5
Devido a essa repulsão extra no nitrogênio ao adicionar um elétron, o processo de adicionar um elétron ao nitrogênio não libera energia, mas sim requer energia. Isso faz com que a afinidade eletrônica do nitrogênio seja negativa. Já no carbono, a adição do elétron é mais favorável e libera energia, resultando em uma afinidade eletrônica maior.
Resposta
Então, resumindo, o nitrogênio já tem uma configuração eletrônica estável e meio cheia no orbital
. Adicionar um elétron causa repulsão adicional entre os elétrons, tornando necessário absorver energia para esse processo, resultando em uma afinidade eletrônica negativa. Por outro lado, o carbono, com sua configuração
, pode adicionar um elétron de forma mais estável, liberando energia e tendo, portanto, uma afinidade eletrônica maior.