Considere os átomos nitrogênio e fosforo. a) Utilize o princípio aufbau para construir a configuração eletrônica do estado fundamental de cada um desses átomos. b) Em qual será necessário mais energia para ionizar um elétron de caroço que está na primeira camada? Justifique sua resposta. c) Associe as energias para ionizar um elétron na camada de valência,
e
com esses átomos.
Passo 1
O enunciado pede:
a) as configurações eletrônicas no estado fundamental de nitrogênio e fósforo
segundo o princípio aufbau;
b) determinar qual deles exige mais energia para remover um elétron do núcleo (camada ), justificando com base na atração nuclear e blindagem;
c) associar os valores de energia de ionização de valência e
a cada átomo.
a) as configurações eletrônicas no estado fundamental de nitrogênio
b) determinar qual deles exige mais energia para remover um elétron do núcleo (camada
c) associar os valores de energia de ionização de valência
Passo 2
Para o nitrogênio
, preenchendo em ordem crescente de energia:
Aqui o subnível
recebe 2 elétrons, depois
recebe 2, e os 3 elétrons restantes vão para
.
Passo 3
Para o fósforo
, continuando o aufbau:
Ou seja, após preencher completamente as camadas
e
, os próximos 5 elétrons vão em
(2 elétrons) e
(3 elétrons).
Passo 4
A energia necessária para ionizar um elétron de núcleo
depende do carregamento efetivo que o elétron “vê”. Quanto maior o número atômico e menor a blindagem interna, maior a atração.
- Em nitrogênio,
, os elétrons sofrem pouca blindagem, mas veem carga efetiva menor que em fósforo. - Em fósforo,
, apesar de maior número de elétrons internos, o elétron vê uma carga nuclear muito maior, superando o aumento de blindagem.
Logo, é mais difícil arrancar o elétrondo fósforo do que do nitrogênio.
Passo 5
A energia de ionização de valência (remoção de um elétron mais externo) é maior para o átomo com maior atração nuclear sobre elétrons de camada externa.
- Nitrogênio, com
bem preso, tem maior primeira energia de ionização. - Fósforo, com elétron em
mais afastado e mais blindado, tem menor primeira energia de ionização.
Portanto,corresponde ao nitrogênio e ao fósforo.
Resposta
a) Nitrogênio:
Fósforo:
Fósforo:
b) É necessário mais energia para ionizar o elétron
do fósforo, pois seu número atômico maior implica maior atração nuclear efetiva sobre essa camada.
c)
→ nitrogênio;
→ fósforo.