O que é energia de ionização?A energia de ionização (EI) é uma propriedade periódica que representa a energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo no seu estado fundamental, estando em estado gasoso e isolado. Desse modo, a espécie química perderá um elétron se receber a energia suficiente para que isso ocorra. Show
Para visualizar melhor o processo, podemos utilizar um exemplo. Sendo assim, considere um átomo isolado, em estado gasoso e em seu estado fundamental. Quando esse átomo absorve energia, seus elétrons podem ser transferidos de um nível para o outro mais afastado do núcleo. Se a energia fornecida for alta o suficiente, é possível arrancar um elétron do átomo e assim, ele se transforma em um íon positivo. Na (g) + EI → Na+(g) + 1e– Logo, o átomo neutro ganha energia tornando-se um cátion e liberando um elétron. Como saber a energia de ionização?Uma das formas de avaliar a energia de ionização dos elementos é por meio da tabela periódica. Como o potencial de ionização é uma propriedade periódica, sua magnitude varia com o número atômico dos elementos. Sendo assim:
De modo geral, o potencial de ionização será maior quanto menor for o raio atômico. Como calcular a primeira energia de ionização?Antes de mais nada, é importante abordar o fato de que se pode retirar mais de um elétron do átomo. Após a retirada do primeiro elétron, basta fornecer mais energia para a consequente retirada de outros elétrons. Logo, a primeira energia de ionização é a energia necessária para retirar um elétron do átomo neutro, enquanto a segunda energia de ionização é a energia necessária para retirar outro elétron do cátion resultante da primeira ionização e assim sucessivamente. Podemos afirmar que, um elemento que apresenta um determinado número atômico Z possui Z potenciais de ionização, pois o átomo pode perder mediante fornecimento de energia, os Z elétrons. Mg (g) + 1aEI → Mg+ (g) + 1 e– Mg+ (g) + 2aEI → Mg2+ (g) + 1 e– Mg2+ (g) + 3 aEI → Mg3+ (g) + 1 e– No entanto, o cálculo das energias necessárias é complexo e envolve avaliação da energia cinética do elétron, assim como os campos potenciais do átomo. Ou seja, utiliza-se fórmulas complexas para prever a energia aproximada. Por isso, existem valores já tabelados.
A energia de ionização e o raio atômicoAnalisando os valores da tabela, observamos que: a segunda energia de ionização é maior que a primeira, a terceira energia de ionização é maior que a segunda e por aí vai. 1.ª E.I < 2.ª E.I < 3.ª E.I … A explicação para isso é que quanto maior for a carga do íon positivo, o mesmo número de prótons do átomo neutro estará atraindo uma menor quantidade de elétrons. Sendo assim, o tamanho da eletrosfera será menor, proporcionando a redução do raio atômico e como resultado, a energia de ionização será maior, uma vez que, aumenta-se a energia necessária para a retirada dos elétrons. Curiosidades sobre a energia de ionizaçãoHá algumas informações adicionais interessantes sobre essa propriedade periódica.
Como a energia de ionização varia na tabela periódica?Desse modo, a energia de ionização cresce na tabela periódica de baixo para cima e da esquerda para a direita. Portanto, a energia de ionização é uma propriedade periódica.
Como a energia de ionização varia nos períodos da tabela periódica é nas famílias?Podemos ver que, nas famílias e nos períodos, a energia de ionização aumenta à medida que o raio atômico diminui. Isso ocorre porque, quanto menor for o tamanho do átomo, maior será a atração dos elétrons na eletrosfera pelos prótons no núcleo, tornando mais difícil de se retirar o elétron.
O que é o potencial de ionização é como ele varia na tabela periódica?* Considerando os elementos em uma mesma família: A primeira energia de ionização aumenta de baixo para cima. Isso acontece porque, conforme vai descendo, os níveis de energia e o raio atômico vão aumentando e os elétrons vão ficando mais distantes do núcleo, por isso fica mais fácil retirá-los.
Como explicar a variação do potencial de ionização?Resumindo, podemos dizer que: Ao longo dos períodos, o potencial de ionização aumenta da esquerda para a direita; ao longo dos grupos, ele aumenta de baixo para cima, em variação contrária à dos raios atômicos.
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