Principal diferença - afinidade de elétrons vs energia de ionização

Elétrons são partículas subatômicas de átomos. Existem muitos conceitos químicos para explicar o comportamento dos elétrons. Afinidade eletrônica e energia de ionização são dois desses conceitos em química. Afinidade eletrônica é a quantidade de energia liberada quando um átomo ou molécula neutra ganha um elétron. A afinidade de elétron também pode ser conhecida como entalpia de ganho de elétron quando o significado é considerado, mas são termos diferentes, uma vez que a entalpia de ganho de elétron descreve a quantidade de energia absorvida pelo ambiente quando um átomo ganha um elétron. A energia de ionização, por outro lado, é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo. A principal diferença entre afinidade eletrônica e energia de ionização é que A afinidade eletrônica fornece a quantidade de energia liberada quando um átomo ganha um elétron, enquanto a energia de ionização é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo.

Principais áreas cobertas

1. O que é afinidade de elétrons - Definição, Reações Endotérmicas e Exotérmicas 2. O que é energia de ionização - Definição, Primeira Ionização, Segunda Ionização 3. Quais são as semelhanças entre afinidade de elétrons e energia de ionização - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre afinidade de elétrons e energia de ionização - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: átomo, elétron, afinidade de elétron, entalpia de ganho de elétron, energia de primeira ionização, energia de ionização, energia de segunda ionização

O que é afinidade de elétron

Afinidade eletrônica é a quantidade de energia liberada quando um átomo neutro ou uma molécula (na fase gasosa) ganha um elétron de fora. Essa adição de elétrons causa a formação de uma espécie química carregada negativamente. Isso pode ser representado por símbolos como segue.

X + e^– → X^– + energia

A adição de um elétron a um átomo neutro ou molécula libera energia. Isso é chamado de reação exotérmica. Esta reação resulta em um íon negativo. Mas se outro elétron for adicionado a esse íon negativo, deve-se fornecer energia para prosseguir com a reação. Isso ocorre porque o elétron que chega é repelido pelos outros elétrons. Este fenômeno é chamado de reação endotérmica.

Portanto, as primeiras afinidades de elétrons são valores negativos e os valores de afinidades de segundos elétrons da mesma espécie são valores positivos.

Afinidade do primeiro elétron: X_(g) + e^– → X_(g)^–

Afinidade do segundo elétron: X _(g)^– + e^– → X _(g)^-2

A afinidade eletrônica mostra variação periódica na tabela periódica. Isso ocorre porque o elétron que chega é adicionado ao orbital mais externo de um átomo. Os elementos da tabela periódica são organizados de acordo com a ordem crescente de seu número atômico. Quando o número atômico aumenta, o número de elétrons que eles têm em seus orbitais externos aumenta.

Figura 1: Variação da afinidade do elétron ao longo de um período da tabela periódica

Em geral, a afinidade eletrônica deve aumentar ao longo do período da esquerda para a direita porque o número de elétrons aumenta ao longo do período; portanto, é difícil adicionar um novo elétron. Quando analisados ​​experimentalmente, os valores de afinidade eletrônica mostram um padrão de zigue-zague em vez de um padrão que mostra um aumento gradual.

O que é energia de ionização

Energia de ionização é a quantidade de energia necessária a um átomo gasoso para remover um elétron de seu orbital mais externo. Isso é chamado de energia de ionização porque o átomo recebe uma carga positiva após a remoção de um elétron e se torna um íon com carga positiva. Cada elemento químico tem um valor específico de energia de ionização, uma vez que os átomos de um elemento são diferentes dos átomos de outro elemento. Por exemplo, a primeira e a segunda energias de ionização descrevem a quantidade de energia exigida por um átomo para remover um elétron e outro elétron, respectivamente.

Primeira Energia de Ionização

A primeira energia de ionização é a quantidade de energia exigida por um átomo neutro gasoso para remover seu elétron mais externo. Este elétron externo está localizado no orbital externo de um átomo. Portanto, este elétron tem a energia mais alta entre os outros elétrons desse átomo. Conseqüentemente, a primeira energia de ionização é a energia necessária para descarregar o elétron de maior energia de um átomo. Esta reação é essencialmente uma reação endotérmica.

Este conceito está associado a um átomo com carga neutra, uma vez que átomos com carga neutra são compostos apenas do número original de elétrons de que o elemento deveria ser composto. No entanto, a energia necessária para este fim depende do tipo de elemento. Se todos os elétrons estão emparelhados em um átomo, isso requer uma energia mais alta. Se houver um elétron desemparelhado, ele requer uma energia mais baixa. No entanto, o valor também depende de alguns outros fatos. Por exemplo, se o raio atômico é alto, uma baixa quantidade de energia é necessária, uma vez que o elétron mais externo está localizado longe do núcleo. Então, a força de atração entre esse elétron e o núcleo é baixa. Portanto, pode ser facilmente removido. Mas se o raio atômico for baixo, o elétron é altamente atraído para o núcleo e é difícil removê-lo do átomo.

Figura 2: Padrão de Variação das Primeiras Energias Ionizantes de Alguns Elementos Químicos

Segunda Energia de Ionização

A segunda energia de ionização pode ser definida como a quantidade de energia necessária para remover um elétron mais externo de um átomo gasoso com carga positiva. A remoção de um elétron de um átomo com carga neutra resulta em uma carga positiva. Isso ocorre porque não há elétrons suficientes para neutralizar a carga positiva do núcleo. Remover outro elétron deste átomo carregado positivamente exigirá uma energia muito alta. Essa quantidade de energia é chamada de segunda energia de ionização.

A segunda energia de ionização é sempre um valor mais alto do que a primeira energia de ionização, uma vez que é muito difícil remover um elétron de um átomo com carga positiva do que de um átomo com carga neutra; isso ocorre porque o restante dos elétrons são altamente atraídos pelo núcleo após a remoção de um elétron de um átomo neutro.

Semelhanças entre afinidade de elétrons e energia de ionização

Diferença entre afinidade de elétrons e energia de ionização

Definição

Afinidade de elétrons: Afinidade eletrônica é a quantidade de energia liberada quando um átomo ou molécula neutra (na fase gasosa) ganha um elétron de fora.

Energia de ionização: Energia de ionização é a quantidade de energia necessária a um átomo gasoso para remover um elétron de seu orbital mais externo.

Energia

Afinidade de elétrons: A afinidade eletrônica descreve a liberação de energia para o ambiente.

Energia de ionização: A energia de ionização descreve a absorção de energia de fora.

Energia Eletrônica

Afinidade de elétrons: A afinidade de elétrons é usada para descrever o ganho de elétrons.

Energia de ionização: A energia de ionização é usada para descrever a remoção de elétrons.

Conclusão

Afinidade eletrônica e energia de ionização são dois termos químicos usados ​​para descrever o comportamento dos elétrons e do átomo quantitativamente. A principal diferença entre afinidade eletrônica e energia de ionização é que a afinidade eletrônica fornece a quantidade de energia liberada quando um átomo ganha um elétron, enquanto a energia de ionização é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo.

Referência:

1. “Afinidade de elétrons”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 14 de novembro de 2017, disponível aqui.2. Electron Affinity, Chem Guide, disponível aqui.3. Helmenstine, Anne Marie. “Definição e tendência de energia de ionização.” ThoughtCo, 10 de fevereiro de 2017, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Afinidades eletrônicas dos elementos” Por Sandbh - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. “First Ionization Energy” By Sponk (arquivo PNG) Glrx (arquivo SVG) Wylve (zh-Hans, zh-Hant) Palosirkka (fi) Michel Djerzinski (vi) TFerenczy (cz) Obsuser (sr-EC, sr-EL, hr, bs, sh) DePiep (elementos 104–108) Bob Saint Clar (fr) Shizhao (zh-Hans) Wiki LIC (es) Agung karjono (id) Szaszicska (hu) - Trabalho próprio baseado em: Erste Ionisierungsenergie PSE codificado por cores. png por Sponk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia