Enlace químico y geometría molecular

a) Afinidad electrónica

La afinidad electrónica (AE) es la energía intercambiada cuando un átomo neutro, en estado gaseoso y fundamental, capta un electrón y se convierte en un anión de carga $-1$:$$\text{X}(g) + e^- \longrightarrow \text{X}^-(g) \qquad \Delta H = \text{AE}$$Con el convenio habitual, si se desprende energía la AE es negativa; cuanto más negativa, mayor es la tendencia del átomo a captar el electrón.

Variación en el sistema periódico:

• En un periodo (de izquierda a derecha), la AE se hace más negativa: aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio, así que el núcleo atrae con más fuerza al electrón que llega. Los halógenos (grupo 17), a los que les falta un electrón para la configuración de gas noble $ns^2np^6$, son los que más energía desprenden.
• En un grupo (de arriba abajo), la AE se hace, en general, menos negativa: el electrón entra en una capa más externa, más lejos del núcleo y más apantallado, y se atrae con menos fuerza.

Hay excepciones: los gases nobles (capa completa) y los elementos de los grupos 2 y 12 (subcapa $s$ o $d$ completa) tienen AE positiva o casi nula; el nitrógeno ($2p^3$, semilleno) también la tiene anómala. Además, el flúor libera algo menos que el cloro, porque su pequeño tamaño provoca fuertes repulsiones entre electrones.

b) Ciclo de Born-Haber del KI

Reacción de formación del $\text{KI}(s)$ a partir de sus elementos en estado estándar:$$\text{K}(s) + \tfrac{1}{2}\,\text{I}_2(s) \longrightarrow \text{KI}(s) \qquad \Delta H^\circ_f = -327\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Camino indirecto, etapa por etapa (por mol de KI):Por la ley de Hess, la entalpía de formación es la suma de todas las etapas:$$\Delta H^\circ_f = \Delta H_{\text{sub}}(\text{K}) + \tfrac12\Delta H_{\text{sub}}(\text{I}_2) + \tfrac12 D(\text{I}_2) + \text{EI}(\text{K}) + \text{AE}(\text{I}) + U$$Despejamos la afinidad electrónica:$$\text{AE}(\text{I}) = \Delta H^\circ_f - \left[\Delta H_{\text{sub}}(\text{K}) + \tfrac12\Delta H_{\text{sub}}(\text{I}_2) + \tfrac12 D(\text{I}_2) + \text{EI}(\text{K}) + U\right]$$$$\text{AE}(\text{I}) = -327 - \left[90 + 31 + 74{,}5 + 418 - 633\right] = -327 - (-19{,}5)$$$$\text{AE}(\text{I}) = -307{,}5\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$El signo negativo indica que el yodo desprende energía al captar un electrón, como corresponde a un halógeno (al ganarlo alcanza la configuración del xenón). El valor tabulado es de unos $-295\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$, del mismo orden.