A afinidade eletrônica do nitrogênio é aproximadamente zero, enquanto os elementos vizinhos, carbono e oxigênio, apresentam valores substanciais desta propriedade periódica. Com base na distribuição eletrônica dos elementos, proponha uma explicação para este fato experimental.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para explicar por que a afinidade eletrônica do nitrogênio é quase zero, enquanto o carbono e o oxigênio têm valores bem altos para essa propriedade. A afinidade eletrônica faz parte da química do comportamento dos elétrons nos átomos. Para resolver isso, vamos olhar para a distribuição eletrônica desses elementos e entender como isso afeta a afinidade eletrônica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é afinidade eletrônica. Afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo no estado gasoso ganha um elétron. Em outras palavras, é uma medida de quão “feliz” o átomo fica ao ganhar um elétron extra.
Passo 3
Agora, vamos ver as configurações eletrônicas dos três elementos:
- Carbono ©: 1s² 2s² 2p²
- Nitrogênio (N): 1s² 2s² 2p³
- Oxigênio (O): 1s² 2s² 2p⁴
Passo 4
Observando essas configurações, o carbono tem dois elétrons na subcamada 2p, o nitrogênio tem três e o oxigênio tem quatro. A subcamada 2p pode acomodar até seis elétrons.
Passo 5
No caso do nitrogênio, ele já tem meia cheio a subcamada 2p (com três elétrons). Isso significa que adicionar um quarto elétron resulta em um par de elétrons em um dos orbitais 2p, o que causa repulsão eletrônica adicional. Essa repulsão faz com que o nitrogênio não libere muita energia ao ganhar um elétron, resultando em uma afinidade eletrônica próxima de zero.
Passo 6
Já o carbono tem menos elétrons na subcamada 2p, então adicionar um elétron não causa tanta repulsão. O oxigênio, mesmo tendo quatro elétrons, ainda pode acomodar mais facilmente um elétron na subcamada 2p sem tanta repulsão quanto o nitrogênio. Por isso, carbono e oxigênio têm afinidades eletrônicas mais altas.
Resposta
A afinidade eletrônica do nitrogênio é aproximadamente zero porque sua subcamada 2p já está meia cheia, causando repulsão adicional ao adicionar um elétron. Isso dificulta a liberação de energia na formação do ânion N⁻, resultando em uma afinidade eletrônica baixa em comparação ao carbono e ao oxigênio, que conseguem adicionar elétrons com menos repulsão.
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