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Entalpía de ganancia de electrones
En el estudio de la química, la entalpía de ganancia de electrones es un concepto importante cuando se discuten las tendencias periódicas de los elementos. Describe el cambio de energía cuando se agrega un electrón a un átomo neutro para formar un ion negativo. Entender la entalpía de ganancia de electrones es importante porque ayuda a predecir cómo los elementos reaccionarán entre sí, proporcionando información sobre su comportamiento químico.
¿Qué es la entalpía de ganancia de electrones?
La entalpía de ganancia de electrones es esencialmente la cantidad de energía liberada o absorbida en el proceso de agregar un electrón a un átomo. Si se libera energía, el proceso es exotérmico y la entalpía de ganancia de electrones es negativa. Por el contrario, si se absorbe energía, el proceso es endotérmico y la entalpía de ganancia de electrones es positiva.
Átomo + e - → Ion - + energía (Liberada/Energía < 0) Átomo + e - + energía → Ion - (Absorbida/Energía > 0)
El cambio energético puede variar considerablemente a lo largo de la tabla periódica y depende de varios factores, incluidos el tamaño atómico, la carga nuclear y las interacciones electrón-electrón dentro del átomo.
Factores que afectan la entalpía de ganancia de electrones
1. Tamaño atómico
El tamaño del átomo juega un papel importante. Generalmente, a medida que el tamaño del átomo disminuye, la entalpía de ganancia de electrones se vuelve más negativa. Esto ocurre porque los átomos más pequeños tienen una mayor carga nuclear efectiva, que atrae más fuertemente al electrón adicional. Por ejemplo, considere los halógenos como el flúor y el cloro.
Tamaño atómico & Abajo Flecha; → Entalpía de Ganancia de Electrones & Arriba Negativa F > Cl > Br > I (Tendencia general)
2. Carga nuclear
La carga nuclear también afecta la entalpía de ganancia de electrones. Una carga nuclear más alta generalmente significa una atracción más fuerte para el electrón entrante, resultando en una entalpía de ganancia de electrones más negativa. A medida que avanzamos a través de un período, la carga nuclear aumenta, haciendo que la entalpía sea más negativa.
Tendencia del Período (A Través) & Derecha; → Carga Nuclear & Flecha Hacia Arriba; → Entalpía de Ganancia de Electrones & Más Negativa;
3. Repulsión electrón-electrón
Cuando un electrón entra en un átomo, experimenta repulsión de los electrones ya presentes. Estas repulsiones pueden reducir la energía liberada y, por lo tanto, hacer que la entalpía de ganancia de electrones sea menos negativa o incluso positiva en algunos casos. Esto es prevalente en átomos que tienen orbitales p o d completamente llenos o medio llenos.
Ne, He y otros gases nobles a menudo muestran una entalpía de ganancia de electrones positiva debido a configuraciones electrónicas estables.
Tendencias en la entalpía de ganancia de electrones
1. Tendencias periódicas a lo largo de un período
Al moverse de izquierda a derecha a través de un período, los elementos generalmente se vuelven más electronegativos, haciendo que la entalpía de ganancia de electrones sea más negativa. Esta tendencia es causada por la carga nuclear creciente y el tamaño atómico decreciente, que juntos aumentan la afinidad del átomo para atraer electrones adicionales.
Ejemplo: En el Período 2, la Entalpía de Ganancia de Electrones para los elementos es más negativa desde Li hasta Cl.
2. Tendencia descendente en el grupo
A medida que uno baja en un grupo, la entalpía de ganancia de electrones se vuelve menos negativa. Esto se debe al aumento del tamaño atómico y al efecto de apantallamiento, donde los electrones internos reducen el tirón nuclear sobre los electrones de valencia. Como resultado, la facilidad para ganar un electrón disminuye.
Ejemplo: Para los halógenos, la Entalpía de Ganancia de Electrones va de F (más negativa) a I (menos negativa).
Representación visual de la entalpía de ganancia de electrones en tendencias periódicas
Excepciones en la entalpía de ganancia de electrones
Existen excepciones notables a las tendencias generales de la entalpía de ganancia de electrones en la tabla periódica. Un ejemplo destacado es la entalpía de ganancia de electrones relativa del flúor y el cloro. A pesar de ser más pequeño y tener una carga nuclear más alta que el cloro, el flúor exhibe una entalpía de ganancia de electrones menos negativa. Esto se debe a la mayor repulsión electrón-electrón en la compacta subcapa 2p del flúor, que hace que un electrón adicional sea menos favorable energéticamente.
F < Cl en términos de entalpía de ganancia de electrones (reflejo de tamaño y repulsión en F).
Aplicaciones de la entalpía de ganancia de electrones
Entender la entalpía de ganancia de electrones ayuda a los químicos a predecir reacciones y la formación de iones o compuestos. Puede ayudar a predecir lo siguiente:
- Estabilidad de iones en compuestos.
- La posibilidad de que un elemento forme compuestos ricos en aniones.
- La reactividad de elementos y su tendencia a participar en tipos específicos de reacciones (como reacciones redox).
Ejemplo: formación de haluros
La entalpía de ganancia de electrones es particularmente útil para entender por qué los halógenos como el cloro o el bromo forman fácilmente iones haluro. Estos elementos tienen las entalpías de ganancia de electrones más negativas, reflejando su fuerte tendencia a ganar electrones y formar iones negativos estables (X−).
Halógenos (Gran -ve entalpía de ganancia de electrones) → X + e - → X -
Resumen
En conclusión, la entalpía de ganancia de electrones es un aspecto esencial para entender las propiedades químicas y el comportamiento de los elementos. Proporciona información importante sobre por qué ocurren ciertas reacciones y ayuda a predecir las propiedades de los compuestos recién formados. Al examinar las tendencias periódicas, entendemos patrones importantes para una comprensión más profunda de los fundamentos de la química.