Exercícios Resolvidos de Energia de Ionização

Unicamp. P2 de Química Geral e Inorgânica 2015.1. Professor Nelson. Questão 3.a.

Considere as seguintes energias de 1ª ionização:

Explique, utilizando conceitos de estrutura eletrônica, o comportamento anômalo (em termos de periodicidade) do Boro.

Passo 1

Li, Be, B, C e N estão no mesmo período da tabela periódica.

Via de regra, quanto mais pra direita maior a energia de ionização devido ao aumento na carga nuclear efetiva.

Esse tendência é observada nos dados do enunciado, exceto para o Boro.

Porque a 1ª energia de ionização do Boro é menor que a do Berílio?

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Passo 2

O próprio enunciado pede pra levar em consideração a estrutura eletrônica desses caras. Como somos muito obedientes, aí vai:

B e 4   : 1 s 2   2 s 2

B : 5   1 s 2   2 s 2   2 p 1

Duas coisas fazem com que essa alteração na ordem de EI aconteceça.

Primeiro, embora boro e berílio percam elétrons do 2º nível ( n = 2 ), o boro vai perder um elétron de um subnível p ( l = 1 ) enquanto o berílio vai perder um elétron de um subnível s ( l = 0 ).

Dentro de um mesmo nível n , quanto maior o l mais energético é o orbital. Isso significa, que elétrons em subníveis 2p são mais energéticos que elétrons em subníveis 2s. E quanto mais energia o elétron tem, menos energia ele precisa para ser liberado (menor energia de ionização).

Além disso, existe o fenômeno da degenerescência dos orbitais p.

O subnível 2p do boro, com apenas um elétron, fica assim:

Pela degenerescência, os 3 orbitais p tem a mesma energia. Mas é complicado pro átomo manter os três orbitais no mesmo nível energético quando um deles tem um elétron e os outros dois estão vazios.

Por isso, a saída desse elétron (ionização do átomo) é facilitada, e ocorre um abaixamento de EI.

Esses dois fatores abaixam a EI do Boro fazendo com que ela fique menor do que a do berílio, fugindo da regra geral.

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