O que é energia ou potencial de ionização? Como essa propriedade varia ao longo da tabela periódica e o porquê dessa tendência? Dê exemplos indicando elementos que apresentam os maiores valores e os que apresentam os menores valores.
Passo 1
Vamos entender o que o enunciado pede: devemos definir o que é energia (ou potencial) de ionização, descrever como ela varia na tabela periódica e justificar essa tendência, além de dar exemplos de elementos com valores extremos dessa propriedade.
Passo 2
A energia de ionização é a energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. Em outras palavras, para um átomo genérico
no gás, a primeira energia de ionização
satisfaz:
Passo 3
Analisando a variação ao longo de um mesmo período (movendo-se da esquerda para a direita):
- O raio atômico diminui, pois o número efetivo de prótons no núcleo aumenta sem acréscimo significativo no escudo eletrônico.
- Com menor raio e maior carga nuclear efetiva, os elétrons são atraídos mais fortemente, exigindo mais energia para removê-los.
Logo, a energia de ionização cresce da esquerda para a direita ao longo de um período.
Passo 4
Analisando a variação ao longo de um mesmo grupo (movendo-se de cima para baixo):
- O número de camadas eletrônicas aumenta, aumentando o raio atômico e reforçando o efeito de blindagem (shielding).
- Elétrons da camada de valência ficam mais afastados do núcleo e são menos atraídos, precisando de menos energia para serem removidos.
Logo, a energia de ionização decresce de cima para baixo em um grupo.
Passo 5
Os fatores principais que explicam essas tendências são:
- A carga nuclear efetiva (
), que aumenta da esquerda para a direita e mantém-se quase constante de cima para baixo. - O raio atômico, que diminui da esquerda para a direita e aumenta de cima para baixo.
- O efeito de blindagem, que é maior em elementos mais abaixo do grupo.
Passo 6
Exemplos práticos de extremos:
- Maiores energias de ionização:
– Hélio (), cerca de
– Neônio (), cerca de - Menores energias de ionização:
– Frâncio (), em torno de
– Césio (), em torno de
Resposta
A energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso. Ela aumenta da esquerda para a direita em um período (devido ao aumento de carga nuclear efetiva e à diminuição do raio) e diminui de cima para baixo em um grupo (devido ao aumento do raio e do efeito de blindagem). Os elementos de maior energia de ionização são, por exemplo,
e
, e os de menor energia de ionização são
e
.