- Coloque os elementos Li (Z=3), C (Z=6), Na (Z=11) em ordem crescente de energia de ionização. Resp: Na<Li<C.
Passo 1
O enunciado pede: colocar os elementos
,
e
em ordem crescente de energia de ionização.
Informações fornecidas:
Informações fornecidas:
-
com . -
com . -
com .
A tarefa é comparar as energias necessárias para remover o elétron mais fraco (primeira energia de ionização) desses átomos e ordenar do menor para o maior.
Passo 2
Definição: a primeira energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Em notação química:
A magnitude desta energia mede o quão fortemente o elétron mais externo está ligado ao núcleo: quanto maior a energia de ionização, mais difícil é arrancar o elétron.
Passo 3
Olhemos as configurações eletrônicas (valência) — isso mostra onde está o elétron que removemos:
-
: . O elétron removido é o de (nível principal ). -
: . Os elétrons de valência estão no nível (2s/2p). -
: . O elétron removido é o de (nível principal ).
Passo 4
Princípios qualitativos que usamos (explicados de forma simples):
- Tendência no mesmo período (mesmo
): ao aumentar o número atômico (movendo-se para a direita), a carga nuclear efetiva aumenta e os elétrons de valência ficam mais fortemente ligados → energia de ionização aumenta. - Tendência ao descer um grupo (aumentar
): elétrons de valência estão em níveis mais externos, mais afastados do núcleo e fortemente blindados pelos elétrons internos → energia de ionização diminui.
Uma forma heurística (não exata, mas útil) é lembrar que a energia de ionização cresce com o aumento dee diminui com o aumento do número quântico principal . Um modelo simples sugere dependência do tipo
onde
é a carga nuclear efetiva “sentida” pelo elétron de valência e
é o nível principal do elétron de valência.
Passo 5
Comparação
vs
:
- Ambos são metais alcalinos com um único elétron de valência, mas
tem esse elétron em enquanto tem em . - Apesar de
ser maior em , o aumento do nível (elétron mais distante, maior blindagem por elétrons internos) domina: o elétron de está mais frouxamente ligado que o de .
Logo, qualitativamente:
(Dados reais para referência rápida:
,
, mostrando que
tem menor energia de ionização que
.)
Passo 6
Comparação
vs
:
- Ambos têm elétrons de valência em
, então a diferença principal vem de . -
tem mais prótons ( ) e, na mesma camada , a atração ao núcleo é bem maior do que em ( ). Portanto os elétrons de valência de estão muito mais fortemente ligados.
Assim:
(Valor real para referência:
, bem maior que o de
.)
Passo 7
Juntando as duas desigualdades obtidas:
Essas comparações dão a ordem crescente de energia de ionização pedida.
Resposta
Na < Li < C