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.
Exercícios relacionados
Dê o nome e o símbolo para cada um dos átomos que têm no estado fundamental a seguinte configuração eletrônica no nível de valência.
a)
b)
a)
b)
Considere os seguintes pares de orbitais pertencentes a espécies polieletrônicas isoladas. Em cada par, indique qual orbital tem menor energia, ou indique se as energias são iguais.
c)
c)
Quais são os símbolos dos orbitais compreendidos:
a) no nível , subnível
?
b) no nível , subnível
?
c) no nível ?
a) no nível
b) no nível
c) no nível
No máximo, quantos elétrons pode haver em um átomo com cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)