Ilustrasi sederhana proses penambahan elektron (Afinitas Elektron)
Dalam studi kimia, terutama yang berkaitan dengan struktur atom dan ikatan kimia, pemahaman tentang bagaimana atom berinteraksi satu sama lain adalah fundamental. Salah satu properti periodik penting yang menjelaskan kecenderungan atom dalam menerima elektron adalah **afinitas elektron** (sering disingkat AE). Secara intuitif, properti ini sering disamakan dengan elektronegativitas atau energi ionisasi, namun afinitas elektron memiliki definisi yang sangat spesifik dan merupakan ukuran kuantitatif dari energi yang terlibat dalam proses tersebut.
Afinitas elektron didefinisikan sebagai energi yang dilepaskan atau diserap ketika satu elektron ditambahkan ke atom netral dalam fase gas untuk membentuk ion negatif (anion) dengan muatan tunggal. Reaksi umumnya dapat ditulis sebagai berikut:
X(g) + e⁻ → X⁻(g) + Energi
Perlu dicatat bahwa proses penambahan elektron ini umumnya menghasilkan pelepasan energi, yang berarti afinitas elektron untuk banyak unsur bernilai negatif (seperti yang didefinisikan oleh IUPAC, di mana nilai yang lebih negatif menunjukkan kecenderungan yang lebih besar untuk menerima elektron). Namun, dalam beberapa konteks historis atau buku teks lama, afinitas elektron sering dinyatakan sebagai energi yang dilepaskan, sehingga nilainya positif. Dalam pembahasan modern, kita akan berfokus pada energi yang dilepaskan.
Afinitas elektron seringkali dibandingkan dengan energi ionisasi, meskipun keduanya mengukur aspek yang berbeda dari perilaku atom terhadap elektron. Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron dari atom netral (membuat kation), sementara afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan atau diserap saat atom menerima elektron (membuat anion). Keduanya merupakan cerminan dari konfigurasi elektron valensi dan stabilitas konfigurasi gas mulia yang ingin dicapai oleh atom tersebut.
Atom-atom yang memiliki kecenderungan kuat untuk mencapai konfigurasi gas mulia dengan mendapatkan satu elektron cenderung memiliki afinitas elektron yang tinggi (yaitu, melepaskan banyak energi). Contoh utama dari kecenderungan ini adalah unsur-unsur golongan halogen.
Sama seperti sifat periodik lainnya, afinitas elektron menunjukkan tren yang dapat diprediksi ketika bergerak melintasi tabel periodik:
Umumnya, afinitas elektron cenderung meningkat (menjadi lebih negatif, atau energi yang dilepaskan semakin besar) saat kita bergerak dari kiri ke kanan dalam satu periode. Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama: muatan inti efektif yang meningkat dan jari-jari atom yang mengecil. Peningkatan muatan inti menarik elektron yang masuk lebih kuat ke dalam kulit valensi yang semakin dekat ke inti, sehingga lebih banyak energi dilepaskan.
Afinitas elektron cenderung menurun (menjadi kurang negatif) saat kita bergerak ke bawah dalam satu golongan. Hal ini terjadi karena bertambahnya jumlah kulit elektron. Elektron baru yang masuk akan ditempatkan pada kulit yang lebih jauh dari inti. Efek perisai (shielding effect) dari elektron-elektron internal yang bertambah banyak melemahkan tarikan inti efektif pada elektron yang ditambahkan, sehingga energi yang dilepaskan menjadi lebih kecil.
Meskipun tren umum berlaku, terdapat beberapa pengecualian penting yang menyoroti pentingnya stabilitas subkulit elektron:
Halogen (Golongan 17) secara konsisten menunjukkan afinitas elektron tertinggi. Sebagai contoh, Klorin (Cl) memiliki salah satu afinitas elektron terbesar karena ukuran atomnya yang relatif kecil memungkinkan tarikan inti yang kuat pada elektron yang masuk, mencapai konfigurasi gas mulia Argon yang sangat stabil.
Afinitas elektron adalah ukuran fundamental yang menggambarkan kecenderungan atom untuk membentuk ion negatif. Properti ini sangat menentukan reaktivitas unsur, terutama dalam pembentukan ikatan ionik dan kovalen. Memahami tren periodiknya membantu ahli kimia memprediksi stabilitas senyawa yang mungkin terbentuk dan memahami dinamika pelepasan energi selama reaksi kimia. Ketika energi yang dilepaskan besar, ini mengindikasikan bahwa ion negatif yang terbentuk adalah spesies yang sangat stabil.