Afinidad Electrónica

Cuando se agrega un electrón a un átomo gaseoso, se observa un cambio de energía llamado afinidad de los electrones. La afinidad de los electrones mide la facilidad de un átomo para ganar un electrón. Por ejemplo, la afinidad de los electrones del cloro es 348, 6 kilojulios por mol.

El signo negativo indica que se trata de un cambio exotérmico. El argón, sin embargo, tiene una afinidad de los electrones positiva, lo que indica que la formación de un anión argón requiere que se suministre energía. En general, cuanto mayor sea la atracción entre un átomo y un electrón añadido, más negativa será la afinidad de los electrones.

Las afinidades de los electrones, similares a las energías de ionización, muestran tendencias en la tabla periódica. Si nos desplazamos al grupo 1, el tamaño atómico aumenta a medida que los electrones ocupan números de quantum principales mayores. Los electrones entrantes, por lo tanto, experimentan una menor atracción nuclear que conduce a menores afinidades de los electrones negativos.

Sin embargo, existen excepciones. En los halógenos, el cloro tiene un valor de afinidad a los electrones más negativo que el flúor. Pero, por qué?

El flúor es el átomo más pequeño de los halógenos y un electrón entrante experimenta una repulsión significativa de los electrones ya presentes. Sin embargo, en el anión cloruro el electrón nuevo se agrega a la tercera capa, ocupando más espacio. Esto reduce las repulsiones electrón-electrón, haciéndolo más atractivo para ganar un electrón.

Generalmente, al moverse a lo largo de un período, las afinidades por los electrones se vuelven más negativas. Los halógenos tienen una afinidad más negativa por los electrones, ya que el electrón entrante ayuda a lograr configuraciones de gases nobles. En comparación, los gases nobles tienen una capa completamente llena.

El electrón entrante debe acomodarse en el nivel de energía principal superior, que es energéticamente desfavorable. Por lo tanto, las afinidades por los electrones en estos elementos son positivas. El grupo 2 muestra excepciones.

La configuración de los electrones indica que el electrón entrante necesita ingresar a una subcapa de mayor energía. Por lo tanto, los valores de afinidad de los electrones son positivos o menos exotérmicos. Curiosamente, el grupo 15 tiene menos afinidades de electrones negativas que el grupo 14.

Compare el fósforo y el silicio. A diferencia del silicio, el fósforo tiene una subcapa p medio llena y el electrón entrante debe ser emparejado con un electrón que ya reside en el orbital p. Esto aumentaría las repulsiones electrón-electrón.

y es, por lo tanto, un proceso energéticamente desfavorable que también se refleja en la afinidad menos negativa del electrón en comparación con el silicio.