Afinidad electrónica

La afinidad electrónica es el cambio de energía cuando un átomo neutro en fase gaseosa gana un electrón para formar un anión gaseoso. En palabras simples, indica qué tan favorable es para un átomo aislado en fase gaseosa aceptar un electrón adicional.

Si recuerdas una sola condición, que sea esta: la afinidad electrónica se define para un átomo en fase gaseosa, no para un átomo que ya está dentro de un enlace, una disolución o un sólido.

El proceso básico es:

$$\text{X}(g) + e^- \rightarrow \text{X}^-(g)$$

Si ese proceso libera energía, la primera afinidad electrónica es favorable. Algunas tablas expresan esa energía liberada como un número positivo, mientras que otras presentan el proceso como un cambio de energía negativo. Por eso la convención de signos es tan importante en este tema.

Qué mide la afinidad electrónica

La afinidad electrónica trata de añadir un electrón a un solo átomo neutro en fase gaseosa. No te dice directamente qué ocurre en todas las reacciones reales, porque las reacciones reales también dependen del enlace químico, del disolvente, de la energía reticular y de otros efectos.

También es fácil confundir la afinidad electrónica con ideas relacionadas. La afinidad electrónica se refiere a añadir un electrón a un átomo aislado. No es lo mismo que la electronegatividad, que describe con qué fuerza un átomo atrae electrones compartidos en un enlace.

Por qué la convención de signos puede parecer al revés

Distintos libros de texto y tablas de datos usan diferentes convenciones de signos.

Si una tabla presenta la afinidad electrónica como energía liberada, un valor más favorable parece más positivo. Si una tabla presenta el cambio de energía del proceso en sí, un valor más favorable parece más negativo. Antes de comparar números, comprueba qué convención usa tu fuente.

La primera y la segunda afinidad electrónica no son lo mismo

La primera afinidad electrónica corresponde a añadir un electrón a un átomo neutro:

$\text{X}(g) + e^- \rightarrow \text{X}^-(g)$

La segunda afinidad electrónica corresponde a añadir un electrón a un anión:

$\text{X}^-(g) + e^- \rightarrow \text{X}^{2-}(g)$

No son pasos parecidos. El segundo paso suele ser mucho menos favorable porque el electrón entrante es repelido por una especie que ya tiene carga negativa.

Ejemplo resuelto: cloro

El cloro es un buen ejemplo porque un átomo neutro de cloro normalmente libera energía cuando gana un electrón:

$$\text{Cl}(g) + e^- \rightarrow \text{Cl}^-(g)$$

¿Por qué es favorable? Un átomo de cloro tiene la configuración de valencia $3s^2 3p^5$, así que al ganar un electrón pasa a $3s^2 3p^6$. Eso completa la subcapa $3p$ y hace que el anión aislado tenga una energía menor de la que podrías esperar al considerar solo el átomo neutro.

Esto no significa que el cloro vaya a ganar un electrón en cualquier situación química real. Solo significa que, para el átomo aislado en fase gaseosa, esa adición de un electrón es energéticamente favorable.

Tendencia de la afinidad electrónica en la tabla periódica

En general, la primera afinidad electrónica se vuelve más favorable a lo largo de un período de izquierda a derecha. Al bajar en un grupo, a menudo se vuelve menos favorable, aunque el patrón no es perfectamente regular.

Esta tendencia es solo una guía. El tamaño atómico, la estructura de subcapas y la repulsión electrón-electrón pueden alterar el patrón. Un ejemplo clásico es que la primera afinidad electrónica del cloro es ligeramente más favorable que la del flúor, aunque el flúor está por encima del cloro en el mismo grupo.

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Confundir la afinidad electrónica con la electronegatividad

La afinidad electrónica es un cambio de energía cuando un átomo aislado gana un electrón. La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer electrones compartidos en un enlace. Son ideas relacionadas, pero responden a preguntas distintas.

Confundirla con la energía de ionización

La energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón:

$$\text{X}(g) \rightarrow \text{X}^+(g) + e^-$$

La afinidad electrónica va en el sentido contrario porque se añade un electrón, no se elimina.

Ignorar la convención de signos

Si una fuente presenta una afinidad electrónica favorable como positiva y otra la presenta como negativa, los números pueden parecer contradictorios incluso cuando describen la misma química. Comprueba siempre cómo define el signo la tabla.

Suponer que el segundo electrón se comporta igual

Añadir un electrón a un átomo neutro y añadir uno a un anión no son pasos equivalentes. La segunda adición suele ser mucho menos favorable para una especie aislada.

Cuándo es útil la afinidad electrónica

La afinidad electrónica es útil cuando comparas tendencias periódicas, explicas por qué algunos átomos forman aniones con más facilidad que otros, o distingues esta idea de la electronegatividad y la energía de ionización.

Es especialmente útil en química introductoria porque ayuda a desarrollar intuición sin fingir que todos los átomos siguen una tendencia perfecta.

Una forma rápida de comprobar tu comprensión

Hazte dos preguntas:

1. ¿Estoy hablando de un átomo neutro en fase gaseosa que gana un electrón?
2. ¿Mi fuente usa valores de energía liberada o valores con signo del cambio de energía?

Si ambas cosas están claras, el concepto suele ser mucho más fácil de interpretar.

Prueba una comparación similar

Compara la primera afinidad electrónica del cloro con la del sodio. Ese contraste es un buen paso siguiente porque pone a prueba tanto la tendencia periódica como el significado de una primera afinidad electrónica favorable.