Para comprender la afinidad electrónica, es necesario entender la naturaleza de los enlaces que dan lugar a la formación de compuestos de tierras alcalinas (neutros y negativos), la dependencia que presentan estos como función del tamaño del compuesto; así como, la contribución de las fuerzas de muchos cuerpos en su estabilización, por lo que; es necesario recurrir al uso de métodos de cálculos cuánticos de sistemas multielectrónicos que incluyan la determinación precisa de la energía de correlación electrónica.
Definición de Afinidad Electrónica
En química se suele utilizar con mayor frecuencia una propiedad íntimamente relacionadas con la anterior denominada Afinidad Electrónica (EA), la cual se define como la diferencia de energías de enlace; e = EA = E(A) E(A)
La afinidad electrónica de un elemento está determinada, en parte, por la energía del orbital desocupado, o parcialmente ocupado, de menor energía en el estado base del átomo, el cual se conoce como LUMO.
La forma más simple de estimar el valor de e (energía de enlace) es encontrando la energía del orbital desocupado, o parcialmente ocupado, de menor energía.
El proceso de afinidad electrónica puede ser endotérmico o exotérmico, dependiendo de que requiera energía para llevarse a cabo o que la desprenda. El valor de la afinidad electrónica informa de la tendencia a formar el anión; cuanta más energía se desprenda en su proceso de formación, más fácilmente se constituirá el anión.
A partir de los valores de la afinidad electrónica, se observan algunas regularidades que, al igual que la energía de ionización, encuentran explicación en la configuración electrónica:
Los elementos halógenos son los que forman aniones X- con mayor facilidad. Todos ellos tienen una estructura electrónica de valencia ns2 np5 y, por lo tanto, al aceptar el electrón, alcanzan estructura electrónica externa de gas noble, ns2 np6 que es especialmente estable.
Los elementos alcalinotérreos y los del grupo 15 presentan una mínima tendencia a aceptar un electrón. Esto es debido a que sus estructuras electrónicas externas son ns2 y ns2 np3 respectivamente, que confieren estabilidad adicional al sistema.
La afinidad electrónica de cualquier anión es positiva, es decir, los aniones no presentan tendencia a aceptar electrones, lo que no significa que los aniones con más de una carga negativa sean inestables; la estabilidad de un ión —catión o anión— depende sobre todo de los enlaces químicos en los que participa.
El oxígeno (Z = 8) constituye un ejemplo muy ilustrativo: la afinidad electrónica del átomo de oxígeno es negativa (-142 kJ/mol) y la del anión mononegativo formado es positiva (780 kJ/mol): O (g) + e- → O- (g) ∆H = -142 kJ/mol O- (g) + e- → O2- (g) ∆H = +780 kJ/mol No obstante, en los compuestos iónicos en los que participa el oxígeno es común encontrarlo en forma de ion óxido, O2- , que se encuentra estabilizado por los cationes vecinos.
Resumiendo…
La afinidad electrónica es una propiedad de la tabla periódica que indica la capacidad para formar aniones o también se puede definir como la energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental capta un electrón y forma un ion mononegativo.
Recordando que en la tabla periódica esta aumenta de izquierda a derecha.