O que é a energia de ionização e como ela varia nos períodos da tabela periódica? E nas famílias?

Passo 1

Beleza! O enunciado pergunta o que é energia de ionização e como ela varia ao longo dos períodos e das famílias da Tabela Periódica. O conteúdo aqui é tendências periódicas (variação de propriedades na tabela) e o conceito de energia de ionização. Para resolver, a gente vai precisar lembrar de como o tamanho atômico, a carga nuclear efetiva e o efeito de blindagem influenciam a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo no estado gasoso.

Passo 2

Primeiro, o que é energia de ionização (EI)? É a quantidade de energia mínima que você precisa fornecer para remover um elétron do átomo ou íon no estado gasoso. Em fórmula, para um átomo neutro X:
X(g) + Energia longrightarrow X^+(g) + e^-
Essa energia depende de duas coisas principais:
  1. Quanto mais próximo o elétron estiver do núcleo, mais energia dá pra tirar.
  2. Quanto maior a carga efetiva do núcleo (Zef), mais forte é a atração pelo elétron.

Passo 3

Como a EI varia ao longo de um período (da esquerda para a direita)?
  1. Conforme você vai andando no mesmo período, o número atômico (Z) aumenta, ou seja, tem mais prótons no núcleo.
  2. Mesmo que aumentem também os elétrons, eles entram na mesma camada principal, então o efeito de blindagem não cresce tanto.
  3. A carga nuclear efetiva (Zef) aumenta, puxando os elétrons com mais força para perto do núcleo.
  4. Próximo é menor (raio atômico cai) e, portanto, fica cada vez mais difícil arrancar um elétron.
    Logo, ao percorrer um período, a EI aumenta (com exceções menores em transições de subníveis, mas a regra geral é essa).

Passo 4

E descendo uma família (de cima pra baixo)?
  1. Cada elemento de baixo tem uma camada eletrônica a mais que o de cima, então os elétrons mais externos ficam mais afastados do núcleo.
  2. Mesmo com mais prótons, o efeito de blindagem dos elétrons internos cresce bastante e reduz a carga efetiva sentida pelo elétron da camada mais externa.
  3. Isso faz o elétron externo “sentir” menos atração, sobrando menos energia pra arrancar ele.
    Logo, na família, a EI diminui conforme você desce.

Resposta

Energia de ionização é a energia necessária para retirar um elétron de um átomo no estado gasoso. Ela aumenta da esquerda para a direita nos períodos (por causa do aumento da carga nuclear efetiva e diminuição do raio atômico) e diminui de cima para baixo nas famílias (porque a blindagem aumenta e o elétron externo fica mais longe do núcleo).

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