Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel “Naucalpan” “Química 1” profesora: Karla Goroztieta Equipo: “5” Betancourt Serna. García Prado. Gutiérrez Cruz. Martínez Dueñas.

La energía de ionización y afinación electrónica.

Potencial de Ionización: El potencial o energía de ionización corresponde a la energía necesaria que se debe administrar a un elemento para que ceda su electrón más externo.

Cada elemento poli electrónico tiene tantos potenciales de ionización como electrones tenga, siendo siempre el primer potencial el menor de todos y va aumentando a medida que se van quitando los electrones, es decir, se va haciendo cada vez más difícil extraer los electrones que están más cerca del núcleo que los que están más alejados de éste.

Como un aumento de energía implica dificultad, los no-metales (ubicados al costado derecho de la tabla periódica) poseen las energías más altas, por lo cual el potencial de ionización aumenta a medida que se avanza en un periodo; mientras que a medida que un átomo se hace más grande es más sencillo extraer su electrón más alejado, ya que este se siente menos atraído hacia el núcleo (revise las secciones correspondiente a radio atómico y radio iónico  y la electronegatividad y electroafinidad ), por lo cual la energía de ionización disminuye a medida que se baja en un grupo.

Las ecuaciones que rigen este proceso son:

X (g)    + EI1 à X+ (g) 1ª Energía de ionización

X+ (g) + EI2 à X+2 (g)   2ª Energía de ionización

X+2 (g) + EI3 à X+3 (g) 3ª Energía de ionización

se puede comprobar que: EI1   <   EI2   <   EI3

ya que costará menos arrancar un electrón a un átomo neutro que a un átomo cargado positivamente, con defecto de electrones. Hay que tener en cuenta que en el momento en el que se vacía una subcapa, y se separa el primer electrón de la subcapa inmediatamente inferior, se produce un salto pronunciado de la energía de ionización, por ejemplo:

Elem z Configuración electrónica

EI1 EI2 EI3 EI4

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

5,1 47,3 71,7 98,9

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

7,6 15,0 80,1 109,3

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

6,0 18,2 28,4 120,4

* eV

los valores están dados en eV (electrón-voltios), que es la energía de un electrón acelerado a través de una diferencia de potencial de un voltio y que equivale a 1'602.10 19‑ J.

Influyen tres factores en la energía de ionización:Número atómico: a mayor número atómico, (más

protones), mayor será la energía necesaria para ionizarlo.

Radio atómico: a mayor distancia la fuerza de atracción entre el núcleo y el e‑ disminuye y, por lo tanto, la energía de ionización disminuirá, ya que será más fácil arrancarlo.

Orbitales atómicos completos o semicompletos, ya que dan estabilidad al átomo y por lo tanto costará más arrancarle un electrón.

por estas tres razones, con algunas excepciones, aumenta a lo largo del Sistema Periódico de la siguiente manera:

En un grupo aumenta hacia arriba debido a que al pasar de un elemento al inferior, contiene una capa más y por lo tanto, los electrones de la capa de valencia, al estar más alejados del núcleo, estarán menos atraídos por él y costará menos energía arrancarlos.

En un mismo período, en general, aumenta a medida que nos desplazamos hacia la derecha, ya que los elementos allí situados tienen tendencia a ganar electrones y por lo tanto costará mucho más arrancarlos que a los de la izquierda que, al tener pocos electrones en la última capa les costará mucho menos perderlos.

Afinación electrónica.

Se llama afinidad electrónica, AE (o electroafinidad), a la energía que libera un átomo en estado gaseoso cuando capta un electrón y se transforma en un ion con carga -1, también en estado gaseoso.

Si un átomo tiene baja energía de ionización, cede con facilidad un electrón (no tiende a ganarlo); por ello, su afinidad electrónica será baja. Cuando un átomo tiene alta su energía de ionización, no tiene tendencia a perder electrones y sí a ganarlos. La afinidad electrónica varía en el sistema periódico igual que la energía de ionización.

La  afinidad electrónica, corresponde a la energía que libera un elemento cuando capta un electrón desde el infinito. Esto hace referencia a la capacidad que tiene un elemento para poder captar electrones, por ende, los metales serán los que tengan tengan una electroafinidad menor, los cuales se ubican a la izquierda de la tabla periódica, por lo tanto esta propiedad aumenta a medida que se avanza en el periodo y disminuye a medida que se baja en el grupo.

 Direcciones hacia donde aumenta la afinidad electrónica.

La Afinidad Electrónica o Electroafinidad, EA , es el cambio de energía asociado a la adición de un electrón extra a un átomo gaseoso:

X (g) + e -    X - (g) + energía liberada

el signo de esta energía liberada tendrá un

valor + si la recibe el agente exterior, o bien negativa desde el punto de vista del átomo que la pierde. Ambas escalas positivas y negativas existen, así es que debemos darnos cuenta del sentido que se le asigna. Los siguientes valores dan cuenta de la tendencia en un periodo y en un grupo.

Átomo Li Be B C N O F Ne

Electroafinidad

(KJ/mol)

59,81 38,2 26,7 122,5 -6,8 140,9 328,0 -19,9

Electroafinidad crece a la derecha.

Electroafinidad disminuye hacia abajo.

En un mismo grupo, disminuye hacia abajo, debido a que los átomos cada vez son más grandes y el electrón adquirido está más alejado del núcleo y por lo tanto menos atraído:

Átomo F Cl Br I

Electroafinidad

(KJ/mol)328,0 348,0 324,0 295,0

La importancia de esta propiedad estriba en su utilidad para predecir el carácter oxidante de un elemento químico, ya que un elemento actúa como oxidante cuando es capaz de aceptar electrones.