Afinidade Eletrônica

Muitos átomos podem se transformar em ânions, isto é, elementos carregados (íons) negativamente. Para que isso ocorra basta que o elemento ganhe elétrons. Quando um átomo isolado no estado gasoso recebe um elétron, há uma liberação de energia, que é medida pelaeletroafinidade ou afinidade eletrônica.

X_(g) + e^- → X^-_(g) + energia

a eletroafinidade mede o grau de afinidade ou a intensidade da atração do átomo pelo elétron adicionado. 

o entanto, a afinidade eletrônica é difícil de ser medida e, em razão disso, foram determinadas somente para alguns elementos na Tabela Periódica. Apesar disso, com os valores obtidos é possível realizar uma generalização de como a eletroafinidade varia na Tabela.

Por exemplo, o lítio (Li) e o potássio (K) são da mesma família ou grupo, sendo que a eletroafinidade do lítio medida experimentalmente é igual a 60 kJ e a do potássio é 48kJ. O mesmo é verificado no caso do flúor (F) e do bromo (Br), que pertencem à família 17 ou VII A. O flúor é do 2º período, tendo a eletroafinidade igual a 328 kJ, enquanto que o bromo que é do 3º período, ou seja, abaixo do flúor, e possui a afinidade eletrônica igual a 325 kJ.

Isso mostra que em uma mesma família, quanto maior o período, menor será a eletroafinidade, ou seja, essa propriedade periódica cresce de cima para baixo na Tabela Periódica.

Agora, com os mesmos valores mencionados, vamos comparar os elementos que são do mesmo período na Tabela Periódica. O lítio é do mesmo período que o flúor e a afinidade eletrônica do flúor é bem maior. O potássio e o bromo pertencem ao 3º período, sendo que a eletroafinidade do bromo é a maior.

Essa informação leva à generalização de que na Tabela Periódica, em um mesmo período, quanto maior a família, maior será a afinidade eletrônica; isto é, ela cresce da esquerda para a direita. Veja isso na Tabela abaixo com os valores das eletroafinidades sobre os elementos; o asterisco indica que ainda não se determinou experimentalmente a afinidade eletrônica de tal elemento. 

Números Quânticos

:Existem quatro números quânticos

• 1 número quântico principal;
• 2 número quântico de momento angular ou azimutal(secundário) ;
• 3 número quântico magnético
• 4 número quântico de spin 

1- nº quântico principal é onde esta o elétron ou seja em qual "camada"

exemplo:

o elemento Si z = 14 (silício)  de acordo com o diagrama a distribuição eletrônica do elemento 

é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 

a camada destacada a cima é onde está localizado o ultimo elétron ou seja na  subcamada 3

ou seja n=3

diagrama de Linus Pauling (abaixo está a quantidade máxima de elétrons em cada subnível ) 

• subcamada S  suporta ate 2 elétrons
• subcamada P suporta ate  6 elétrons
• subcamada D suporta ate 10 elétrons
• subcamada F suporta ate 14 elétrons

O princípio da incerteza

de Heisenberg

verdade que se pode medir ao mesmo tempo e com exatidão a posição e a velocidade

de um corpo macroscópico, tal como um carro em movimento, pois o mesmo tem
trajetória definida e, conseqüentemente, o momento linear e a posição podem ser
especificados a cada instante. Mas, será possível medir com exatidão e simultaneamente a
velocidade e a posição de partículas muito pequenas, como prótons, nêutrons e el ét rons?
Como essas partículas são subatômicas, não podemos enxergá-las nem mesmo co m auxílio
de um microscópio. Então, para se determinar a posição de um elétron, seria necessário
fazer incidir sobre ele um a radiação de peque no comprimento de onda. Porém, quando uma
radiação interage com um elétron, suas velocidade e posição são alteradas, introduzindo uma
“incerteza” na medida de velocidade e na posição do elétron no instante da colisão. Nessas
condições, a precisão máxima na posição do elétron seria da ordem de um comprimento de
onda d a radiação utilizada.

Espectros de Emissão e de Absorção e Leis de Kirchhoff

O espectro de emissão é aquele conseguido quando se faz passar uma luz branca, como a do Sol, ou da chama de outro elemento, por um prisma e se obtém um espectro descontínuo. Já o de absorção é quando o espectro contínuo passa através de outro gás e causa a presença de linhas escuras. Com base nisso :

Quando submetemos elementos diferentes à ação de uma chama, notamos que cada um emite uma coloração diferente. Por exemplo, se queimarmos um sal de estrôncio, um de sódio e um de cobre, veremos, respectivamente, as cores vermelho, amarelo intenso e verde, conforme a figura a seguir:

Se a luz dessas chamas incidir sobre um prisma, será obtido um espectro descontínuo, ou seja, serão observadas apenas algumas linhas luminosas coloridas intercaladas por regiões sem luz. Para cada elemento, teremos um espectro diferente.

Esses tipos de espectros são chamados de espectro de emissão, pois foram emitidos por determinado elemento e servem para identificá-lo.

É possível conseguir espectros assim por meio de um feixe de luz produzido em um tubo de descarga elétrica a elevadas temperaturas e baixas pressões, que contenha gases de determinados elementos como o hidrogênio, ou como os gases nobres abaixo:

Ao passar essa radiação eletromagnética (luz) produzida, por um prisma, obtêm-se os espectros de emissão de cada um desses elementos.

Antigamente, achava-se que o espectro solar conseguido era totalmente contínuo, porém o cientista inglês William Hyde Wollaston descobriu que ao trabalhar com um feixe de luz muito estreito, com uma fenda de cerca de 0,01 mm, podia-se observar que o espectro solar continha sete linhas negras sobre ele. Mais tarde, o jovem Joseph Fraunhofer (1787-1826), usando prismas e grades de difração, constatou que o espectro solar na realidade contém milhares de linhas negras sobrepostas.

Algum tempo depois o físico Gustav Robert Kirchhoff percebeu que as manchas amarelas, conseguidas pelo espectro do sódio, ficavam exatamente no mesmo lugar que duas linhas negras do espectro do Sol. Ele e o químico Robert Wilhelm Bunsen realizaram vários experimentos e notaram que se passassem uma luz branca do bico de Bunsen, como a luz solar, pela luz amarela emitida pelo sódio e o prisma fosse atravessado para gerar o espectro; o resultado seria o espectro solar contínuo, com as cores do arco-íris, porém, com as linhas negras (chamadas de linhas D por Fraunhofer) na mesma posição das linhas amarelas do espectro do sódio.

O Sol emite luzes de todas as cores, do vermelho ao violeta, porém, ao passar pela atmosfera terrestre, os gases presentes absorvem a luz do Sol exatamente nas cores que emitem.

Esses tipos de espectros são denominados espectros de absorção.

Baseado nessas observações, Kirchhoff criou três Leis para a Espectroscopia, que são:

1) Um corpo opaco quente, em qualquer dos três estados físicos, emite um espectro contínuo.

2) Um gás transparente – como os dos gases nobres que vimos acima – produz um espectro de emissão, com o aparecimento de linhas brilhantes. O número e a posição dessas linhas serão determinados pelos elementos químicos presentes no gás.

3) Se um espectro contínuo passar por um gás à temperatura mais baixa, o gás frio causa a presença de linhas escuras, ou seja, será formado um espectro de absorção. É o que ocorreu com o espectro da luz do Sol ao passar pelo gás do sódio. Nesse caso, o número e a posição das linhas no espectro de absorção também dependem dos elementos químicos presentes no gás.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Abaixo estão algumas questões resolvidas sobre o átomo (prótons, elétrons e nêutrons)

01. (Univ. Itaúna) Ao longo da história, vários modelos foram propostos para explicar a constituição dos átomos. Um desses modelos sugeria que o átomo fosse constituído por uma massa positiva, com partículas negativas encrustados por toda sua extensão. Esse modelo admitia uma distribuição homogênea de massa e de carga no átomo. O cientista que propôs esse modelo foi:

a) Thomson
b) Rutherford
c) Dalton
d) Bohr

Resposta: A



02. (FCMMG) Assinale a afirmativa INCORRETA:

a) Segundo Bohr, a energia de um elétron é quantizada, isto é, restrita a determinados valores.
b) Segundo Dalton, a formação dos materiais dá-se através de diferentes associações entre átomos iguais ou não.
c) Na experiência de Rutherford, as partículas alfa que possuem carga positiva sofrem desvios, porque são repelidas pelos elétrons.
d) A descontinuidade dos espectros de absorção ou emissão de energia pelo átomo de hidrogênio evidencia a existência de níveis de energia.

Resposta: C



03. (UNIMONTES) Nos espetáculos pirotécnicos, as cores observadas estão relacionadas com a transição de elétrons dos íons metálicos presentes numa mistura explosiva. Niels Bohr, observando o espectro da emissão de luz do átomo de hidrogênio, criou o seu modelo de átomo.

Com base nesse modelo, é INCORRETO afirmar que:
a) o elétron, ao retornar para níveis de menores energias, emite radiações na forma de luz.
b) ele explica, com precisão, a emissão de luz por elétrons de átomos multieletrônicos.
c) ele afirma que a energia de um elétron, em um determinado nível atômico, é bem definida.
d) o elétron, ao absorver energia, passa do estado fundamental para um estado excitado.

Resposta: B



04. (PUC-MG) As afirmações a seguir são relativas à experiência de Rutherford, pesquisando a estrutura do átomo:

I. A experiência permitiu estabelecer a relação entre o núcleo atômico e o tamanho do átomo.
II. Na experiência, lâminas metálicas delgadas foram bombardeadas com partículas alfa.
III. Partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão que o núcleo, de carga positiva, do metal exercia.
IV. Rutherford concluiu que a densidade do átomo era uniforme.

Estão corretas:
a) Apenas I.
b) Apenas I e II.
c) Apenas I, II e III.
d) I, II, III e IV.
e) Apenas I e IV.

Resposta: C



05. (UFMG) Com relação ao modelo atômico de Bohr, a afirmativa FALSA é:

a) Cada órbita eletrônica corresponde a um estado estacionário de energia.
b) O elétron emite energia ao passar de uma órbita mais interna para uma mais externa.
c) O elétron gira em órbitas circulares em torno do núcleo.
d) O elétron, no átomo, apresenta determinados valores de energia.
e) O número quântico principal está associado à energia do elétron.

Resposta: B



06. (UFMG) Através do modelo atômico de Bohr, foi possível a explicação do espectro do hidrogênio. Segundo o modelo de Bohr, as raias do espectro correspondem a:

a) diferença de energia entre órbitas eletrônicas.
b) energia de ionização.
c) energia do elétron.
d) energia do próton.
e) energia mc2 do átomo (m = massa atômica)

Resposta: A



07. (UFMG) De um modo geral, os sucessivos modelos atômicos têm algumas características comuns entre si. Com base na comparação do modelo atual com outros, a afirmativa CORRETA é:

a) No modelo de Dalton e no atual, cada átomo é indivisível.
b) No modelo de Rutherford e no atual, cada átomo tem um núcleo.
c) No modelo de Rutherford e no atual, os elétrons têm energia quantizada.
d) No modelo de Bohr e no atual, os elétrons giram em órbitas circulares e elípticas.
e) No modelo de Dalton e no atual, as propriedades atômicas dependem do número de prótons.

Resposta: B



08. (UFMG) Com relação aos ions K+ e Cl-, é INCORRETO afirmar que:

a) ambos apresentam o mesmo número de elétrons que o átomo de argônio.
b) o ânion Cl- é maior que o átomo neutro de cloro.
c) o átomo neutro de potássio absorve energia para se transformar no cátion K+.
d) um elétron é transferido do Cl- para o K+, quando esses íons se ligam.

Resposta: D



09. (FCMMG) São dadas as seguintes informações relativas aos átomos hipotéticos X, Y e W. O átomo Y tem número atômico 46, número de massa 127 e é isótono de W. O átomo X é isótopo de W e possui número de massa igual a 130. O número de massa de W é 128.

O número atômico de X é igual a:
a) 47
b) 49
c) 81
d) 83

Resposta: A



10. (UFMG) Considerando as partículas constituintes do íon Mg2+ e a posição do elemento no quadro periódico, pode-se afirmar que esse íon:

a) apresenta dois níveis completamente preenchidos.
b) apresenta números iguais de prótons e elétrons.
c) tem um núcleo com 14 prótons.
d) tem a mesma configuração eletrônica que o átomo de argônio.

Resposta: A



11. (UFMG) Com relação a átomos de oxigênio, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO:

a) A massa total do átomo está, praticamente, concentrada no núcleo.
b) A perda de elétron pelo átomo neutro ocorre com liberação de energia.
c) O ganho de dois elétrons leva à formação de um íon negativo de raio maior que o do átomo neutro.
d) Os átomos de número de massa 18 têm 10 nêutrons.
e) Os núcleos dos átomos neutros são envolvidos por oito elétrons.

Resposta: B



12. (UNA) Considere as duas configurações eletrônicas dadas a seguir:
A - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
B - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 6s1

Assinale a única proposição abaixo que é FALSA:
a) As configurações A e B representam elementos diferentes.
b) É necessário fornecer energia para levar o átomo da configuração A para B.
c) A configuração A corresponde ao átomo de potássio.
d) Para se retirar um elétron da configuração B, gastasse menos energia que da configuração A.
e) Tanto na configuração A quanto na B os orbitais 1s, 2s, 2p, 3s e 3p estão completos.

Resposta: A



13. A configuração eletrônica do manganês com duas cargas positivas é:

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7
e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5

Resposta: E



14. Numere a 2ª coluna de acordo com a 1ª.

a) Bohr
b) Rutherford
c) Dalton
d) Orbital
e) Heisenberg

( ) Lugar mais provável de se encontrar o elétron.
( ) Descoberta do núcleo.
( ) O elétron só consegue passar para uma camada mais externa, se absorver energia.
( ) É impossível determinar ao mesmo tempo a posição e a velocidade de um elétron.
( ) As matérias são formadas por combinações de átomos.

Resposta: D-B-A-E-C

eletronegatividade e a eletropositividade

A eletronegatividade e a eletropositividade são duas propriedades periódicas que indicam a tendência de um átomo, numaligação química, em atrair elétrons compartilhados.  Ou ainda, podem representar a força com que o núcleo atrai a eletrosfera.

São definidas da seguinte forma:


Eletronegatividade  é a tendência de um átomo em atrair elétrons compartilhados numa ligação química; de modo contrário, a eletropositividade indica a tendência do átomo em liberar esses elétrons quando ligado a outro.

Os gases nobres  são os elementos cujos valores de eletronegatividade e eletropositividade são os menores possíveis. Pois, uma vez que possuem estabilidade eletrônica, não tem tendência significativa em perder ou ganhar elétrons.

Numa ligação química, a diferença de eletronegatividade indica o caráter da ligação: em tese, se a diferença de eletronegatividade entre dois átomos ligados entre si for maior que 1,7 eV, a mesma se caracteriza como iônica.

Essas duas propriedades crescem na tabela periódica de modos exatamente contrários: enquanto que a eletronegatividade cresce de baixo para cima nos grupos (família) e da esquerda para a direita nos períodos; a eletropositividade cresce de cima para baixo nos grupos e da direita para a esquerda nos períodos:

A eletronegatividade pôde ser numericamente determinada pela equação proposta por Linus Pauling: E = 0,184(I + A).

Onde, I = Potencial de Ionização, e A = Afinidade Eletrônica.

A partir dessa expressão, definiu-se a eletronegatividade de todos os elementos da tabela (esquematicamente, com exceção dos gases nobres). Sendo o flúor (F) o átomo mais eletronegativo.

Variação de Eletronegatividade e Eletropositividade

A eletronegatividade e eletropositividade são maiores ou menores nos átomos dos elementos da tabela correlacionando-se com outras propriedades periódicas:

1)      Raio atômico: Quanto menor o raio atômico, maior a força com que o núcleo atrai a eletrosfera. Assim, maior a eletronegatividade e menor a eletropositividade do átomo;

2)      Afinidade eletrônica: Como a afinidade eletrônica mede a tendência de um átomo em receber um elétron na sua eletrosfera, quanto maior for essa propriedade maior será a eletronegatividade. Ao contrário da eletropositividade, que se torna menor.

3)      Potencial (ou energia) de ionização: Como a energia de ionização  indica a tendência do átomo em se tornar íon positivocom valência +1 (ou seja, perder um elétron), quanto maior o seu valor menor a eletronegatividade e maior a eletropositividade do átomo.

fonte:http://www.infoescola.com/quimica/afinidade-eletronica/