Grade 11 → Classificação dos elementos e periodicidade nas propriedades → Tendências periódicas em propriedades ↓
Entalpia de ganho de elétrons
No estudo da química, a entalpia de ganho de elétrons é um conceito importante ao discutir as tendências periódicas dos elementos. Descreve a mudança de energia quando um elétron é adicionado a um átomo neutro para formar um íon negativo. Compreender a entalpia de ganho de elétrons é importante porque ajuda a prever como os elementos reagirão entre si, fornecendo informações sobre seu comportamento químico.
O que é entalpia de ganho de elétrons?
A entalpia de ganho de elétrons é essencialmente a quantidade de energia liberada ou absorvida no processo de adição de um elétron a um átomo. Se a energia é liberada, o processo é exotérmico e a entalpia de ganho de elétrons é negativa. Inversamente, se a energia é absorvida, o processo é endotérmico e a entalpia de ganho de elétrons é positiva.
Átomo + e - → Íon - + energia (Liberada/Energia < 0) Átomo + e - + energia → Íon - (Absorvida/Energia > 0)
A mudança de energia pode variar consideravelmente na tabela periódica e depende de vários fatores, incluindo tamanho atômico, carga nuclear e interações elétron-elétron dentro do átomo.
Fatores que afetam a entalpia de ganho de elétrons
1. Tamanho atômico
O tamanho do átomo desempenha um papel importante. Geralmente, à medida que o tamanho do átomo diminui, a entalpia de ganho de elétrons torna-se mais negativa. Isso ocorre porque átomos menores têm uma carga nuclear efetiva maior, o que atrai o elétron extra com mais força. Por exemplo, considere halogênios como flúor e cloro.
Tamanho Atômico & Diminui; → Entalpia de Ganho de Elétrons & Mais Negativa F > Cl > Br > I (Tendência geral)
2. Carga nuclear
A carga nuclear também afeta a entalpia de ganho de elétrons. Maior carga nuclear geralmente significa uma atração mais forte pelo elétron entrante, resultando em uma entalpia de ganho de elétrons mais negativa. Ao movê-los ao longo de um período, a carga nuclear aumenta, tornando a entalpia mais negativa.
Tendência no Período (Direita) & Aumenta; → Carga Nuclear & Sobe; → Ganho de Elétron Entalpia & Mais Negativo;
3. Repulsão elétron-elétron
Quando um elétron entra em um átomo, ele experimenta repulsão dos elétrons já presentes. Essas repulsões podem reduzir a energia liberada e, assim, tornar a entalpia de ganho de elétrons menos negativa ou até positiva em alguns casos. Isso é prevalente em átomos que têm orbitais p ou d completamente preenchidos ou meio preenchidos.
Ne, He e outros gases nobres geralmente mostram entalpia de ganho de elétrons positiva devido a configurações eletrônicas estáveis.
Tendências na entalpia de ganho de elétrons
1. Tendências periódicas ao longo de um período
Movendo-se da esquerda para a direita ao longo de um período, os elementos geralmente tornam-se mais eletronegativos, tornando a entalpia de ganho de elétrons mais negativa. Essa tendência é causada pelo aumento da carga nuclear e pela diminuição do tamanho atômico, que juntos aumentam a afinidade do átomo para atrair elétrons adicionais.
Exemplo: No Período 2, a Entalpia de Ganho de Elétrons para elementos é mais negativa de Li a Cl.
2. Tendência descendente no grupo
À medida que se desce em um grupo, a entalpia de ganho de elétrons torna-se menos negativa. Isso se deve ao aumento do tamanho atômico e ao efeito de blindagem, onde os elétrons internos reduzem a atração nuclear sobre os elétrons de valência. Como resultado, a facilidade de ganhar um elétron diminui.
Exemplo: Para halogênios, a Entalpia de Ganho de Elétrons vai de F (mais negativa) para I (menos negativa).
Representação visual da entalpia de ganho de elétrons em tendências periódicas
Exceções na entalpia de ganho de elétrons
Existem exceções notáveis às tendências gerais da entalpia de ganho de elétrons na tabela periódica. Um exemplo proeminente é a entalpia relativa de ganho de elétrons de flúor e cloro. Apesar de ser menor e ter uma carga nuclear mais alta do que o cloro, o flúor exibe uma entalpia de ganho de elétrons menos negativa. Isso se deve à maior repulsão elétron-elétron na compacta subcamada 2p do flúor, que torna um elétron adicional menos energeticamente favorável.
F < Cl em termos de entalpia de ganho de elétrons (reflexo do tamanho e repulsão em F).
Aplicações da entalpia de ganho de elétrons
Compreender a entalpia de ganho de elétrons ajuda os químicos a prever reações e a formação de íons ou compostos. Pode ajudar a prever o seguinte:
- Estabilidade dos íons em compostos.
- A possibilidade de um elemento formar compostos ricos em ânions.
- A reatividade dos elementos e sua tendência a participar em tipos específicos de reações (como reações redox).
Exemplo: formação de haletos
A entalpia de ganho de elétrons é particularmente útil para entender por que halogênios como o cloro ou o bromo formam prontamente íons haleto. Esses elementos têm as entalpias de ganho de elétrons mais negativas, refletindo sua forte tendência a ganhar elétrons e formar íons negativos estáveis (X−).
Halogênios (Grande -ve entalpia de ganho de elétrons) → X + e - → X -
Resumo
Em conclusão, a entalpia de ganho de elétrons é um aspecto essencial para entender as propriedades químicas e o comportamento dos elementos. Fornece informações importantes sobre por que certas reações ocorrem e ajuda a prever as propriedades de compostos recém-formados. Ao examinar as tendências periódicas, compreendemos padrões importantes para um entendimento mais profundo dos fundamentos da química.