O que é energia de ionização? Qual a relação com raio atômico?
Passo 1
Beleza, então o enunciado manda a gente explicar o que é energia de ionização e como ela se relaciona com o raio atômico. Isso faz parte das propriedades periódicas dos elementos na Química Inorgânica. Para resolver, a gente vai precisar:
- Definir o que é energia de ionização;
- Definir o que é raio atômico;
- Entender, pela teoria de atração eletrostática (Lei de Coulomb e carga efetiva), por que um impacto o outro.
Passo 2
Energia de ionização (EI) é basicamente a “força” – medida em energia – que você precisa aplicar pra arrancar um elétron de um átomo no estado gasoso. Em outras palavras, é a energia mínima para transformar
Logo, a primeira energia de ionização,
, é essa quantidade. Quanto maior
, mais “apegado” o elétron está ao núcleo.
Teoria envolvida:
- O elétron é mantido pelo núcleo pela força coulômbica, dada por
onde
•é a constante de Coulomb,
•é a carga nuclear efetiva (número de prótons que de fato “sentem” o elétron, descontando o bloqueio de outros elétrons),
•é a distância do elétron até o núcleo (que está ligada ao raio atômico).
Passo 3
Raio atômico é a medida de quão “grande” é o átomo, ou seja, a distância média entre o núcleo e a camada eletrônica mais externa. Ele não é uma fronteira rígida, mas serve pra gente comparar tamanhos:
- Átomos com elétrons mais distantes têm raio maior;
- Átomos com mais atração nuclear (mais prótons ou menor blindagem) “puxam” os elétrons pra mais perto, deixando o raio menor.
Passo 4
Agora, a relação entre EI e raio atômico vem dessa mesma atração coulômbica:
- Se o raio é grande (
alto), a força de atração cai. Logo, pouca energia basta para remover o elétron → energia de ionização baixa. - Se o raio é pequeno (
baixo), a atração aumenta. Aí você precisa de mais energia para “vencer” essa força → energia de ionização alta.
Em resumo: raio grande → EI pequena; raio pequeno → EI grande.
Resposta
Energia de ionização é a energia mínima para retirar um elétron de um átomo gasoso, e ela se relaciona inversamente com o raio atômico: quanto maior o raio (elétron mais longe do núcleo), menor a energia de ionização; quanto menor o raio, maior a energia de ionização.