Estoy aprendiendo química y energía de ionización es "[...] la cantidad de energía necesaria para eliminar el electrón más débilmente unido, el electrón de valencia, de un átomo gaseoso aislado para formar un catión". Me parece más intuitivo llamar a esto energía de catión. Aparte de razones históricas y de convención, ¿hay alguna razón para que no lo sea?
Respuesta
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A los átomos se les pueden añadir o quitar electrones, lo que a su vez ioniza los átomos. Sin embargo, la adición y la eliminación de electrones no son lo mismo en términos de cambios de entalpía. La clave está en la diferencia entre el proceso proceso y los cambios de entalpía durante el proceso: por mucho que un átomo se ionice durante la producción de un catión o un anión, los cambios de entalpía son diferentes. Por ello, se utilizan dos términos diferentes para referirse a los cambios de entalpía durante estos procesos:
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La "energía de ionización" es el cambio de entalpía cuando un mol de átomos gaseosos forma un mol de iones positivos gaseosos (cationes), en condiciones estándar,
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La "afinidad electrónica" es el cambio de entalpía cuando un mol de átomos gaseosos forma un mol de iones negativos gaseosos (aniones), en condiciones estándar.
Como se desprende de la definición de "energía de ionización", ya se ha descrito que hay una producción de cationes, por lo que sería redundante llamarla "energía de cationes". La palabra "ionización" en sí misma se utiliza normalmente para describir la eliminación de electrones de un átomo, lo que también podría contribuir al nombre del término.
La razón por la que existen dos términos diferentes se debe a cómo se tratan los electrones durante la ionización. La eliminación de electrones es siempre endotérmica, mientras que la adición de electrones es sólo a veces endotérmica.
Cuando se eliminan electrones, se requiere más energía de la que se libera para eliminar los electrones del átomo, de ahí que siempre sea endotérmico. Esto se debe a la atracción culombiana entre los electrones cargados negativamente en la órbita del átomo y los protones cargados positivamente en el núcleo del átomo. La energía requerida aumentará con cada remoción sucesiva, ya que los electrones se acercarán al núcleo y la atracción aumentará por ello. Este cambio de entalpía se denomina explícitamente "energía de ionización".
Al añadir electrones, sólo la primera adición es exotérmica, mientras que el resto son endotérmicas. La primera adición es "fácil"; sólo se está añadiendo un electrón a un átomo con carga neutra, y la energía liberada durante este proceso es mayor que la energía requerida. Sin embargo, con cada adición sucesiva, la energía requerida aumentará. Esto se debe a la repulsión culombiana entre el anión y los electrones, por lo que se requiere más energía de la que se libera para "forzar" a los electrones a entrar en la órbita del átomo, de ahí que las adiciones sucesivas de electrones sean endotérmicas. Este cambio de entalpía se denomina explícitamente "afinidad de los electrones".
