Electroafinidad
| ||||||
Electroafinidad. Se define así a la energía que se desprende cuando un elemento neutro acepta un electrón; es decir cuando el átomo adquiere carga negativa caso contrario a la energía de ionización. Su variación en la tabla periódica es un aumento en los periodos hacia la derecha y en los grupos disminuye hacia abajo.
Orígenes
Los elementos químicos presentan mayor afinidad electrónica cuanto más arriba y a la derecha de la tabla periódica se encuentren (Al igual que la energía de ionización y el poder oxidante). Es decir, el elemento con mayor afinidad electrónica es el Flúor “F”(es el elemento que se encuentra más arriba y a la derecha de la tabla periódica – Sin tener en cuenta los gases nobles) y el elemento con menor afinidad electrónica será el Francio “Fr” (es el elemento que más abajo y a la izquierda se encuentra de la tabla periódica).
A continuación os dejo un esquema visual de cómo aumenta la afinidad electrónica en la tabla periódica, un ejercicio-ejemplo de comprensión y un enlace a una tabla periódica para que podáis resolver los ejercicios que se os presenten sobre las propiedades fundamentales de los elemento
Aunque algunos elementos como el oro, plata, estaño, cobre, plomo y Mercurio ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en 1669 cuando el alquimista Henning Brand descubrió el Fósforo.
El descubrimiento de la mayor parte de los elementos se llevó a cabo durante el siglo XIX; en 1830 ya se conocían 55 elementos. Un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento químico y sus propiedades. Durante los siguientes 2 siglos, se fue adquiriendo un gran conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos nuevos elementos.
El concepto actual de elemento químico según la idea expresada por Robert Boyle en su famosa obra "The Sceptical Chymist", "ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos", desarrollado posteriormente por Lavoisier en su obra "Tratado elemental de Química", condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.
El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.
Tendencias periódicas
La afinidad electrónica aumenta cuando el tamaño del átomo disminuye, el efecto pantalla no es potente o cuando crece el número atómico. Visto de otra manera: la afinidad electrónica aumenta de izquierda a derecha, y de abajo hacia arriba, al igual que lo hace la electronegatividad. En la tabla periódica tradicional no es posible encontrar esta información.
Los elementos del bloque p, y en concreto los del grupo 7, son los que tienen las mayores afinidades electrónicas, mientras que los átomos con configuraciones externas s2 (Be, Mg, Zn), s2p6 (Ne, Ar, Kr) junto con los que tienen semilleno el conjunto de orbitales p (N, P, As) son los de más baja Eea. Esto último demuestra la estabilidad cuántica de estas estructuras electrónicas que no admiten ser perturbadas de forma fácil. Los elementos que presentan mayores Eea son el flúor y sus vecinos más próximos O, S, Se, Cl y Br -aumento destacado de la carga nuclear efectiva que se define en esta zona de la tabla periódica-, salvo los gases nobles que tienen estructura electrónica cerrada de alta estabilidad y cada electrón que se les inserte debe ser colocado en una capa superior vacía.
Vamos a destacar algunos aspectos relacionados con la Eea que se infieren por el puesto y zona del elemento en la tabla periódica:
• Los elementos situados en la parte derecha de la tabla periódica, bloque p, son los de afinidades electrónicas favorables, manifestando su carácter claramente no metálico.
• Las afinidades electrónicas más elevadas son para los elementos del grupo 17, seguidos por los del grupo 16.
• Es sorprendente que el flúor tenga menor afinidad que el cloro, pero al colocar un electrón en el F, un átomo más pequeño que el Cl, se deben vencer fuerzas repulsivas entre los electrones de la capa de valencia. A partir del cloro la tendencia es la esperada en función de la mayor distancia de los electrones exteriores al núcleo.
• El nitrógeno tiene una afinidad electrónica muy por debajo de sus elementos vecinos, tanto del periodo como de su grupo, lo que es debido a su capa de valencia semillena que es muy estable.
• Los restantes elementos del grupo 15 sí presentan afinidades electrónicas más favorables, a pesar de la estabilidad de la capa semillena, porque el aumento del tamaño hace que esa capa exterior esté separada del núcleo por otras intermedias.
• Hay que destacar también el papel del hidrógeno, ya que su afinidad no es muy alta, pero lo suficiente para generar el ion H- que es muy estable en hidruros iónicos y especies complejas. Aquí también podemos aplicar el razonamiento análogo al del flúor, porque tenemos un átomo todavía más pequeño y queremos adicionarle un electrón venciendo las fuerzas repulsivas del electrón 1s1.
• Con relación al bloque d hay que fijarse en el caso especial del oro pues su afinidad electrónica, -223 kJ•mol−1, es comparable a la del yodo con –295 kJ•mol−1, con lo que es factible pensar en el anión Au-. Se han logrado sintetizar compuestos iónicos de oro del tipo RbAu y CsAu, con la participación de los metales alcalinos más electropositivos. En ellos se alcanza la configuración tipo pseudogas noble del Hg (de 6s1 a 6s2) para el ion Au- (contracción lantánida + contracción relativista máxima en el Au).
Fuentes
- Química general -Libro de Ralph H. Petrucci
- Lic. Irene Vera, Maria: Química General, Unidad III: Distribución de electrones en los átomos. Disponible en: http://exa.unne.edu.ar
- Lara Piñeiro. A.R. E. Calero Martín y J. Labadié Suárez: Química General. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1987.
- León Ramírez, R.: Química General. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1985
