Considere a seguinte tabela contendo dados de primeiras Afinidades Eletrônicas (
:
Elementos |
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---|---|
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0 |
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-27 |
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|
|
7 |
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-328 |
a) Qual é a tendência observada? Explique-a.
b) Por que o Be é uma exceção à tendência geral?
c) Por que a afinidade eletrônica do carbono é mais negativa do que a do N?
b) Por que o Be é uma exceção à tendência geral?
c) Por que a afinidade eletrônica do carbono é mais negativa do que a do N?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me enviou um exercício sobre afinidade eletrônica com uma tabela de valores para alguns elementos. A afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo no estado gasoso ganha um elétron. Vamos resolver as três partes do exercício usando conceitos básicos de química, como tendências periódicas e estrutura eletrônica dos elementos.
Passo 2
Letra a) Qual é a tendência observada? Explique-a.
Primeiro, vamos observar os valores de afinidade eletrônica na tabela:
Elemento | 1ª Afinidade Eletrônica (kJ/mol) |
---|---|
Li | -59,8 |
Be | 0 |
B | -27 |
C | -122,3 |
N | 7 |
O | -141,1 |
F | -328 |
Tendência Geral:
À medida que nos movemos da esquerda para a direita dentro do mesmo período na tabela periódica, a afinidade eletrônica geralmente se torna mais negativa. Isso significa que os elementos tendem a liberar mais energia ao ganhar um elétron, tornando-se mais estáveis após a adição do elétron.
À medida que nos movemos da esquerda para a direita dentro do mesmo período na tabela periódica, a afinidade eletrônica geralmente se torna mais negativa. Isso significa que os elementos tendem a liberar mais energia ao ganhar um elétron, tornando-se mais estáveis após a adição do elétron.
Explicação:
Isso acontece porque, conforme avançamos para a direita no período, o número de prótons no núcleo aumenta. Com mais prótons, a atração pelo elétron adicional também aumenta, facilitando a captura desse elétron e liberando mais energia no processo.
Isso acontece porque, conforme avançamos para a direita no período, o número de prótons no núcleo aumenta. Com mais prótons, a atração pelo elétron adicional também aumenta, facilitando a captura desse elétron e liberando mais energia no processo.
Passo 3
Letra b) Por que o Be é uma exceção à tendência geral?
Na tabela, o berílio (Be) tem uma afinidade eletrônica de 0 kJ/mol, o que o torna uma exceção à tendência observada.
Razão:
O berílio possui uma configuração eletrônica estável com sua camada de valência completamente preenchida (1s² 2s²). Adicionar um elétron extra significaria colocar esse elétron na subcamada 2p, que está vazia. Porém, o 2s² já está bastante estável e cheio, e a adição de um elétron requer energia para preencher a subcamada 2p. Como resultado, não há liberação de energia, resultando em uma afinidade eletrônica neutra (0 kJ/mol).
O berílio possui uma configuração eletrônica estável com sua camada de valência completamente preenchida (1s² 2s²). Adicionar um elétron extra significaria colocar esse elétron na subcamada 2p, que está vazia. Porém, o 2s² já está bastante estável e cheio, e a adição de um elétron requer energia para preencher a subcamada 2p. Como resultado, não há liberação de energia, resultando em uma afinidade eletrônica neutra (0 kJ/mol).
Passo 4
Letra c) Por que a afinidade eletrônica do carbono é mais negativa do que a do N?
Observando os valores:
- C (Carbono): -122,3 kJ/mol
- N (Nitrogênio): 7 kJ/mol
Explicação:
O nitrogênio possui uma configuração eletrônica 1s² 2s² 2p³, com metade dos orbitais p preenchidos (cada orbital p com um elétron). Essa configuração é especialmente estável devido ao spin pareado, o que significa que adicionar um elétron causaria repulsão adicional nos orbitais já meio preenchidos, tornando o processo menos favorável.
O nitrogênio possui uma configuração eletrônica 1s² 2s² 2p³, com metade dos orbitais p preenchidos (cada orbital p com um elétron). Essa configuração é especialmente estável devido ao spin pareado, o que significa que adicionar um elétron causaria repulsão adicional nos orbitais já meio preenchidos, tornando o processo menos favorável.
Já o carbono tem a configuração 1s² 2s² 2p², onde há espaço para acomodar mais elétrons nos orbitais p sem tanta repulsão. Portanto, adicionar um elétron ao carbono libera mais energia, resultando em uma afinidade eletrônica mais negativa comparada ao nitrogênio.
Resposta
a) A afinidade eletrônica torna-se mais negativa da esquerda para a direita no período, porque os elementos aumentam a atração do núcleo pelos elétrons adicionados.
b) O berílio é uma exceção porque possui uma camada de valência estável e completamente preenchida, tornando a adição de um elétron energeticamente neutra.
c) A afinidade eletrônica do carbono é mais negativa que a do nitrogênio porque o nitrogênio tem uma configuração eletrônica mais estável com orbitais p meio preenchidos, dificultando a adi��ão de um elétron devido à repulsão adicional.
Exercícios relacionados
Considere a seguinte tabela de energia de ionização
. As letras não são os símbolos químicos dos elementos.
Elemento |
|
|
|
|
---|---|---|---|---|
V | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
W | 419 | 3051 | 4412 | 5877 |
X | 1086 | 2353 | 4621 | 6223 |
Y | 496 | 4563 | 6913 | 9544 |
Z | 590 | 1145 | 4912 | 5877 |
d) Qual par de elementos deve pertencer à mesma família na classificação periódica? Nesse par, qual tem maior número atômico?
Colocar os elementos dados abaixo em ordem de aumento do raio iônico,
b)
b)
Quais os números quânticos
e
correspondentes aos seguintes orbitais:
a) ;
b) ;
c) .
a)
b)
c)
Escreva e configuração eletrônica dos estados fundamentais de (a)
; (b)
.