Com base na configuração eletrônica, explique por que:
O enxofre tem uma menor energia de ionização do que o fósforo.
O enxofre tem uma menor energia de ionização do que o fósforo.
Passo 1
O enunciado pede para comparar a primeira energia de ionização do enxofre e do fósforo com base em suas configurações eletrônicas. Vamos usar conceitos de energia de ionização, estabilidade de meias-camadas e repulsão entre elétrons para entender por que o enxofre ioniza mais facilmente (ou seja, tem menor energia de ionização) que o fósforo.
Passo 2
A primeira energia de ionização
é a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. Em termos qualitativos,
depende de dois fatores principais:
- Atração entre o elétron e o núcleo (carga nuclear efetiva).
- Repulsão entre elétrons na mesma orbital, que tende a reduzir a energia necessária para retirar um deles.
Além disso, configurações de meias-camadas (como 3) são relativamente estáveis, exigindo mais energia para perder um elétron; configurações com pares de elétrons em uma mesma orbital apresentam repulsão adicional, facilitando a remoção.
Passo 3
Escrevendo as configurações eletrônicas externas:
No fósforo, os três elétrons 3p ocupam três orbitais diferentes (um em cada orbital ), formando uma meia-camada
estável. No enxofre, há quatro elétrons em 3p, ou seja, um dos orbitais
contém um par de elétrons.
No fósforo, os três elétrons 3p ocupam três orbitais diferentes (um em cada orbital
Passo 4
No enxofre, o elétron que será removido faz parte de um par na mesma orbital, sofrendo maior repulsão do outro elétron emparelhado. Essa repulsão torna esse elétron menos fortemente ligado ao núcleo, reduzindo a energia necessária para removê-lo. Já no fósforo, cada elétron 3p está desemparelhado e sente menos repulsão interna, exigindo mais energia para ser retirado.
Resposta
O enxofre tem menor energia de ionização que o fósforo porque, em
, o elétron removido vem de um orbital 3p que contém um par, sofrendo maior repulsão interna e exigindo menos energia para ser retirado, enquanto no
os elétrons 3p estão desemparelhados e formam uma meia-camada mais estável.