Qual a tendência geral observada para os seguintes elementos. Justifique sua resposta baseandose na carga nuclear efetiva.
a) Afinidade eletrônica: Li, Be, B, C, N, O e F
a) Afinidade eletrônica: Li, Be, B, C, N, O e F
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre afinidade eletrônica dos elementos Li, Be, B, C, N, O e F. A afinidade eletrônica é uma medida de quanta energia um átomo libera quando ganha um elétron. Para entender a tendência desses elementos, vamos usar o conceito de carga nuclear efetiva, que nos ajuda a saber quão fortemente o núcleo atrai os elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que os elementos Li, Be, B, C, N, O e F estão todos na segunda linha da tabela periódica, o que significa que eles têm elétrons na camada 2. Conforme avançamos da esquerda para a direita nessa linha, a carga nuclear (número de prótons) aumenta, o que geralmente faz com que a afinidade eletrônica também aumente, já que o núcleo atrai mais os elétrons adicionados.
Passo 3
Vamos analisar cada elemento:
-
Lítio (Li): Tem uma configuração eletrônica de [He] 2s¹. Adicionar um elétron ao Li significa preencher o orbital 2s, o que libera uma quantidade moderada de energia.
-
Berílio (Be): [He] 2s². Be já tem um orbital 2s completamente preenchido, então adicionar um elétron significa colocar um elétron no orbital 2p vazio. Isso não libera tanta energia quanto em Li, já que o 2p está a uma energia mais alta.
-
Boro (B): [He] 2s² 2p¹. Adicionar mais um elétron ao boro preenche parcialmente o orbital 2p, liberando mais energia que em Be.
-
Carbono ©: [He] 2s² 2p². Similar ao boro, mas com mais prótons puxando os elétrons, aumentando a afinidade eletrônica.
-
Nitrogênio (N): [He] 2s² 2p³. Este é o elemento com meia preenchimento dos orbitais 2p, o que geralmente é bastante estável. Assim, a afinidade eletrônica atinge um pico aqui.
-
Oxigênio (O): [He] 2s² 2p⁴. Adicionar um elétron ao oxigênio causa repulsão extra nos elétrons já presentes nos orbitais 2p, liberando menos energia do que em N.
-
Flúor (F): [He] 2s² 2p⁵. O flúor tem uma alta eletronegatividade e uma carga nuclear efetiva forte, então adicionar um elétron é bastante favorável, resultando na maior afinidade eletrônica entre os listados.
Passo 4
Com base nisso, a afinidade eletrônica geralmente aumenta da esquerda para a direita na segunda linha, mas há algumas exceções devido à estabilidade dos orbitais parcialmente preenchidos e à repulsão eletrônica.
Resposta
A afinidade eletrônica aumenta de Li até N devido ao aumento da carga nuclear efetiva, atingindo um pico em N. Depois, diminui para O e novamente aumenta para F. Isso ocorre porque, em N, os orbitais 2p estão meio preenchidos, tornando a adição de elétrons mais favorável, enquanto em O há repulsão extra, reduzindo a afinidade, e em F a alta carga nuclear efetiva aumenta novamente a afinidade eletrônica.