Afinitas Elektron

Ditulis oleh Jim Clark pada 03-01-2009

Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan afinitas elektron, dan mengamati faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya afinitas elektron. Anda dianggap telah memahami tentang orbital atom sederhana, dan dapat menuliskan struktur elektronik untuk atom-atom sederhana.
Afinitas elektron pertama
Energi ionisasi selalu ditekankan pada pembentukan ion positif. Afinitas elektron ditekankan pada ion negatif, dan keduanya banyak dipakai untuk unsur-unsur pada golongan 6 dan 7 pada tabel periodik.
Mendefinisikan afinitas elektron pertama
Afinitas elektron pertama adalah energi yang dilepaskan ketika 1 mol atom gas mendapatkan satu elektron untuk membentuk 1 mol ion gas 1-.
Lebih mudah dipahami dalam bentuk simbol.

Pada penggambaran di atas, afinitas elektron pertama diartikan sebagai energi yang dilepaskan (per mol X) pada saat perubahan ini terjadi.
Afinitas elektron pertama memiliki harga negatif. Sebagai contoh, afinitas elektron pertama klor adalah -349 kJ mol^-1. Berdasarkan perjanjian, tanda negatif menunjukkan pelepasan energi.
Afinitas elektron pertama dari unsur-unsur golongan 7

F		-328 kJ mol-1
Cl		-349 kJ mol-1
Br		-324 kJ mol-1
I		-295 kJ mol-1

Apakah ada polanya?
Ya − jika anda bergerak dari atas ke bawah dalam satu golongan, afinitas elektron pertama makin berkurang (artinya energi yang dilepaskan makin berkurang ketika ion negatif terbentuk). Fluor tidak mengikuti aturan itu, dan akan dijelaskan secara terpisah.
Afinitas elektron dihitung dari tarikan antara elektron yang datang dengan inti − tarikan yang lebih kuat, energi yang dilepaskan makin besar.
Faktor yang mempengaruhi tarikan ini sama dengan faktor yang berpengaruh pada energi ionisasi − muatan inti, jarak dan penyaringan (screening).
Bertambahnya muatan inti dari atas ke bawah dalam satu golongan terkurangi oleh tambahan penyaringan elektron. Masing-masing elektron terluar mengalami tarikan 7+ dari pusat atom, untuk semua atom golongan 7.
Sebagai contoh, atom fluor memiliki struktur elektron 1s²2s²2p_x²2p_y²2p_z¹. Terdapat 9 proton dalam inti.
Elektron yang datang masuk ke tingkat-2, dan mengalami penyaringan dari inti oleh 2 elektron 1s² electrons. Oleh karena itu tarikan bersih dari inti adalah 7+ (9 proton dikurangi 2 oleh penyaringan elektron).
Berbeda dengan klor yang memiliki struktur elektron 1s²2s²2p⁶3s²3p_x²3p_y²3p_z¹. Klor memiliki 17 proton pada inti.
Tetapi sekali lagi elektron yang masuk merasakan tarikan bersih dari inti 7+ (17 proton dikurangi 10 oleh penyaringan elektron pada tingkat pertama dan kedua).
Faktor yang menentuka n adalah bertambahnya jarak antara elektron yang datang dengan inti dari atas ke bawah dalam satu golongan. Makin besar jarak, tarikan berkurang dan energi yang dilepaskan sebagai afinitas elektron juga berkurang.
Mengapa fluor tidak mengikuti kecenderungan yang ada?
Elektron yang datang, pada fluor akan lebih dekat dengan inti dibandingkan unsur lain, sehingga anda akan mendapatkan nilai afinitas elektron yang tinggi.
Namun demikian, karena fluor merupakan atom kecil, anda memasukkan elektron baru pada tempat yang sudah penuh sesak oleh elektron dan ada banyak tolakan. Tolakan ini mengurangi tarikan yang dirasakan elektron yang datang dan mengurangi afinitas elektron.
Perubahan yang sama dari kecenderungan yang diharapkan terjadi antara oksigen dan sulfur pada golongan 6. Afinitas elektron pertama oksigen (-142 kJ mol^-1) lebih kecil dari sulfur (-200 kJ mol^-1) untuk alasan yang sama bahwa fluor lebih kecil dari klor.
Membandingkan afinitas elektron golongan 6 dan 7
Seperti yang anda perhatikan, afinitas elektron pertama oksigen (-142 kJ mol^-1) lebih rendah dari fluor (-328 kJ mol^-1). Sama dengan sulfur (-200 kJ mol^-1) yang lebih rendah dari klor (-349 kJ mol^-1). Mengapa?
Sederhana saja, unsur golongan 6 memiliki 1 proton pada inti yang lebih sedikit daripada tetangganya, golongan 7. Banyaknya penyaringan pada keduanya sama.
Itu artinya bahwa tarikan bersih dari inti pada golongan 6 lebih sedikit daripada golongan 7, sehingga afinitas elektron lebih rendah.
Afinitas elektron pertama dan reaktivitas
Reaktivitas unsur golongan 7 turun dari atas ke bawah dalam satu golongan − fluor merupakan unsur yang paling reaktif dan iod paling tak reaktif.
Seringkali pada reaksinya unsur-unsur ini membentuk ion negatif. Pada GCSE kadang-kadang ditunjukkan penurunan reaktivitas karena tarikan terhadap elektron yang datang berkurang kekuatannya dari atas ke bawah dalam satu golongan, sehingga pembentukan ion negatif kurang disukai. Penjelasan itu masih dapat diterima kecuali untuk fluor!
Reaksi keseluruhan terdiri dari banyak tahapan yang berbeda yang semuanya melibatkan perubahan energi, dan untuk menjelaskan kecenderungan yang ada tidak cukup hanya dengan mengamati salah satu tahap saja. Fluor lebih reaktif daripada klor (walaupun afinitas elektronnya lebih rendah) karena energi yang dilepaskan pada salah satu langkah reaksinya mengurangi energi yang dilepaskan sebagai afinitas elektron.
Afinitas elektron kedua
Anda hanya akan ditunjukkan pada unsur golongan 6, oksigen dan sulfur yang keduanya membentuk ion 2-.
Mendefinisikan afinitas elektron kedua
Afinitas elektron kedua adalah energi yang diperlukan untuk menambah satu elektron pada masing-masing ion dari 1 mol ion gas 1- untuk menghasilkan 1 mol ion gas 2-.
Lebih mudah dipahami dalam bentuk simbol.

Pada penggambaran di atas, afinitas elektron kedua diartikan sebagai energi yang dibutuhkan untuk membawa perubahan per mol X^-.
Mengapa untuk melakukannya diperlukan energi?
Anda mendorong elektron ke dalam ion negatif. Hal ini tidak terjadi dengan serta-merta!

			EA ke-1 = -142 kJ mol-1
			EA ke-2 = +844 kJ mol-1

Tanda positif menunjukkan bahwa anda memerlukan energi untuk terjadinya perubahan ini. Afinitas elektron kedua oksigen tinggi, karena elektron dipaksa masuk ke dalam ion yang kecil, elektronnya sangat rapat.