Quando os átomos perdem mais de um elétron, a energia de ionização necessária para remover o segundo elétron é maior do que a primeira. Igualmente, a energia para remover um terceiro elétron é maior do que a segunda. Porém, o aumento da energia de ionização de elétrons subsequentes não é uniforme. Por exemplo, considerando as três energias de ionização para o magnésio:
Primeira energia de ionização: 738 kJ / mol
Segunda energia de ionização: 1450 kJ / mol
Terceira energia de ionização: 7730 kJ / mol
A Segunda energia de ionização é praticamente o dobro da primeira, mas a terceira energia de ionização é mais que cinco vezes maior que a segunda. Utilize a configuração eletrônica do magnésio para explicar por que isso ocorre. Poderíamos esperar o mesmo comportamento para o sódio? Por que sim ou por que não?

Passo 1

O enunciado mostra as três primeiras energias de ionização do magnésio:
I1=738;kJ/mol, I2=1450;kJ/mol e I3=7730;kJ/mol. Precisamos usar a configuração eletrônica do magnésio e o conceito de camadas eletrônicas para entender por que cada remoção subsequente de elétron exige mais energia, e por que há um salto muito grande na terceira ionização. Em seguida, vamos comparar com o sódio.

Passo 2

A configuração eletrônica do magnésio é
Mg: ;1s^2,2s^2,2p^6,3s^2
Os dois elétrons mais externos estão no subnível 3s. Ao remover o primeiro elétron (energia I1), tiramos um elétron de valência relativamente pouco ligado. Para remover o segundo elétron (energia I2), ainda estamos tirando o outro elétron 3s, mas agora a carga efetiva do núcleo sobre o elétron restante é maior (menos repulsão eletrônica), por isso I2 é quase o dobro de I1.

Passo 3

Depois de remover os dois elétrons 3s, a espécie resultante é o íon Mg^2+ com configuração
Mg^2+: ;1s^2,2s^2,2p^6,
que é idêntica ao gás nobre neônio. Para remover o terceiro elétron (energia I3), é preciso arrancar um elétron de um subnível 2p já completamente cheio e fortemente ligado ao núcleo. Essa grande estabilidade do octeto faz I3 saltar para 7730;kJ/mol, muito acima de I2.

Passo 4

No sódio, a configuração eletrônica é
Na: ;1s^2,2s^2,2p^6,3s^1
O primeiro elétron removido (energia de ionização I1) será o do subnível 3s, valência, relativamente fácil de tirar. Depois disso sobra o íon Na^+ com configuração de neônio. Remover o segundo elétron de Na^+ significa tirar um elétron do subnível 2p completo e muito estável, exigindo uma energia muito maior. Portanto, assim como em magnésio há um grande salto ao passar dos elétrons de valência para o núcleo, em sódio também esperamos que I2 seja muito maior que I1.

Resposta

Em magnésio a terceira energia de ionização é tão alta porque, após remover os dois elétrons 3s, fica-se com a camada n=2 completa (configuração de gás nobre) e arrancar um elétron desse núcleo requer muita energia. No sódio ocorre o mesmo fenômeno: a segunda energia de ionização é muito maior que a primeira pois, depois de perder o único elétron 3s, o íon Na^+ também tem configuração de neônio e remover elétron do 2p pleno exige energia muito alta.

Exercícios relacionados