Afinidad electrónica

Medición y convenciones

Los valores se determinan experimentalmente mediante métodos como experimentos con haces, espectroscopia y ciclos termoquímicos, y también pueden estimarse por cálculos de química cuántica. Como las mediciones en fase gaseosa aislada evitan los efectos del disolvente y de la red cristalina, las afinidades electrónicas en fase gaseosa son la referencia estándar. Cuando se añade un electrón a un átomo que ya posee carga negativa, la segunda afinidad electrónica suele ser endotérmica debido a la repulsión electrostática.

Tendencias periódicas y factores que la controlan

A lo largo de un período, de izquierda a derecha, la afinidad electrónica por lo general se vuelve más exotérmica (los átomos aceptan electrones con mayor facilidad) debido al aumento de la carga nuclear efectiva y al menor radio atómico. Al descender en un grupo, la tendencia suele disminuir porque los electrones añadidos quedan más lejos del núcleo y experimentan un mayor apantallamiento. Varios factores influyen en su valor:

• Carga nuclear y carga efectiva percibida por el electrón añadido
• Apantallamiento electrónico por las capas internas
• Radio atómico y tipo de orbital que recibe el electrón (s, p, d)
• Repulsión electrón-electrón y configuración electrónica del subnivel

Para una discusión breve de las tendencias, consulte referencias sobre propiedades atómicas y resúmenes de tendencias periódicas.

Historia y desarrollo

El interés por las afinidades electrónicas creció junto con los avances en espectroscopia y espectrometría de masas en el siglo XX, que permitieron el estudio directo de los iones negativos y de sus energías de formación. La mejora de las técnicas experimentales y de los métodos computacionales fue refinando progresivamente los valores informados y aclarando excepciones a las tendencias simples. Las revisiones históricas y las técnicas de medición se examinan en textos y artículos especializados sobre métodos experimentales.

Importancia, ejemplos y distinciones

La afinidad electrónica ayuda a predecir el comportamiento químico: los elementos con afinidades exotérmicas grandes tienden a formar aniones estables y a participar en reacciones de transferencia de electrones. Los halógenos son ejemplos clásicos de alta afinidad electrónica; los gases nobles tienen afinidades muy bajas o, en la práctica, desfavorables. El concepto es importante en ámbitos que van desde la química inorgánica y la ciencia de materiales hasta la química atmosférica y el dopaje de semiconductores. Para aplicaciones y más ejemplos, véanse discusiones aplicadas.