Affinità elettronica

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In chimica, l'affinità elettronica è l'ammontare di energia scambiata, ovvero rilasciata o assorbita, quando un elettrone è aggiunto ad un atomo neutro isolato in fase gassosa (in condizioni di gas monoatomico) per formare uno ione gassoso con una carica di -1 [1]. Questa proprietà si misura in kJ/mol[2].

Vi è una discordanza tra gli autori su che segno dare all'affinità elettronica quando vi è un rilascio o un assorbimento di energia[3]. Essa ha convenzionalmente un valore negativo quando il processo è favorito energeticamente e viene quindi rilasciata energia, mentre il valore è positivo quando il processo è sfavorevole ed è quindi necessaria energia per attuarlo, ma questo criterio non sempre viene applicato per l'affinità elettronica.

La maggior parte degli elementi hanno affinità elettronica negativa. Questo significa che non necessitano di energia per acquistare un elettrone, al contrario, la rilasciano. Gli atomi più attratti all'acquisto di elettroni hanno un'affinità più negativa. Nonostante l'affinità vari in maniera caotica nella tavola periodica, è possibile distinguere uno schema. In generale i non metalli hanno affinità più negativa dei metalli. I gas nobili sono un'eccezione, hanno affinità positive. L'affinità elettronica generalmente aumenta verso l'alto all'interno di ogni gruppo, e verso destra in ogni periodo.

Gruppo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Periodo
1 H
-73
He
21
2 Li
-60
Be
19
B
-27
C
-122
N
7
O
-141
F
-328
Ne
29
3 Na
-53
Mg
19
Al
-43
Si
-134
P
-72
S
-200
Cl
-349
Ar
35
4 K
-48
Ca
10
Sc
-18
Ti
-8
V
-51
Cr
-64
Mn
 
Fe
-16
Co
-64
Ni
-112
Cu
-118
Zn
47
Ga
-29
Ge
-116
As
-78
Se
-195
Br
-325
Kr
39
5 Rb
-47
Sr
 
Y
-30
Zr
-41
Nb
-86
Mo
-72
Tc
-53
Ru
-101
Rh
-110
Pd
-54
Ag
-126
Cd
32
In
-29
Sn
-116
Sb
-103
Te
-190
I
-295
Xe
41
6 Cs
-45
Ba
 
Lu
 
Hf
 
Ta
-31
W
-79
Re
-14
Os
-106
Ir
-151
Pt
-205
Au
-223
Hg
61
Tl
-20
Pb
-35
Bi
-91
Po
-183
At
-270
Rn
41
7 Fr
-44
Ra
 
Lr
 
Rf
 
Db
 
Sg
 
Bh
 
Hs
 
Mt
 
Ds
 
Rg
 
Cn
 
Uut
 
Uuq
 
Uup
 
Uuh
 
Uus
 
Uuo
 
Tavola periodica delle affinità elettroniche, in kJ/mol

Comportamento dell'affinità elettronica:

  • L'affinità elettronica è influenzata dalla regola dell'ottetto. Gli elementi del gruppo VII A (fluoro, cloro, bromo, iodio, ed astato) tendono a guadagnare un elettrone ed a formare anioni -1. I gas nobili nel gruppo VIII A hanno già l'ottetto completo, quindi aggiungere elettroni richiede una grande quantità di energia, ma è possibile.
  • Gli elementi del gruppo 2 a partire dal berillio e del gruppo 12 a partire dallo zinco hanno affinità positive, poiché questi elementi hanno orbitali s o d completi.
  • Gli elementi del gruppo 15 hanno affinità basse, l'azoto persino positiva. La ragione è che anche un orbitale pieno per metà dà stabilità.
  • L'affinità elettronica, in valore assoluto e salvo rare eccezioni, aumenta andando a destra nel periodo (poiché diminuisce lievemente il raggio (per via della forza attrattiva del nucleo) e aumenta il numero di elettroni sull'ultimo livello energetico, quindi l'atomo può raggiungere più facilmente la massima stabilità) e diminuisce scendendo nel gruppo (sia per la distanza dal nucleo, sia per l'incremento del numero atomico, quindi anche di elettroni che esercitano una forza repulsiva che tende a destabilizzare l'atomo). Es: Fluoro (in alto a destra della tavola periodica) ha un'alta affinità elettronica perché gli manca un solo elettrone per ottenere il "guscio chiuso", quindi ottenuto un elettrone e perciò raggiunto il guscio, liberando energia si stabilizza.

Inoltre un fattore che influenza l'affinità elettronica è l'elettronegatività, in quanto atomi più elettronegativi avranno una tendenza maggiore ad acquisire elettroni. Questo spiega come mai il F ha una affinità elettronica molto elevata. Ciò che bisogna anche notare è la differenza di affinità elettronica tra Cl e F, in quanto, sebbene il F sia più elettronegativo del Cl, quest'ultimo presenta un valore di affinità elettronica maggiore. Questo è spiegato dal raggio dell'atomo stesso, in quanto il Cl è più grande del F e che quindi gli elettroni che vogliamo aggiungere negli orbitali esterni risentono in maniera minore della forza repulsiva esercitata dagli elettroni di valenza.

L'affinità elettronica non è limitata agli elementi, ma si applica anche alle molecole. Ad esempio quella del benzene è positiva, quella del naftalene prossima a zero e quella dell'antracene positiva.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Definizione su GoldbookIUPAC
  2. ^ Affinità elettronica su WebElements
  3. ^ Chimica di base per le scienze della vita di M. Anastasia. Antonio Delfino editore

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]