Por que as energias de ionização dos metais alcalinos se situam na ordem
?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, entre os metais alcalinos, a primeira energia de ionização decresce na sequência
. O conteúdo é químico–físico, envolvendo o conceito de energia de ionização, força de atração coulombiana entre o núcleo e o elétron externo, raio atômico e efeito de blindagem (shielding).
Passo 2
A primeira energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron do orbital mais externo de um átomo isolado no estado gasoso. Em termos qualitativos, essa energia está ligada à força de atração coulombiana entre o núcleo (carga
) e o elétron externo (carga
), que varia como
onde
é a carga nuclear efetiva vista pelo elétron mais externo e
é a distância média desse elétron ao núcleo.
Passo 3
Descendo num mesmo grupo da tabela periódica, aumentam-se os níveis eletrônicos ocupados. Com isso:
- O raio atômico médio
cresce, pois o elétron externo se encontra em camadas mais distantes do núcleo. - O efeito de blindagem dos elétrons internos também aumenta, reduzindo ligeiramente
, mas o fator dominante é o crescimento de .
Passo 4
Como
escala inversamente com
, o aumento do raio faz com que seja cada vez mais fácil arrancar o elétron externo. Logo, quanto maior o metal alcalino na coluna (ou seja, quanto mais abaixo na tabela), menor a energia necessária para ionizar. Dessa forma obtém-se
Resposta
A energia de ionização decresce de
a
porque, ao descer no grupo dos alcalinos, o raio atômico aumenta e o elétron externo fica mais longe do núcleo (com maior blindagem), diminuindo a atração coulombiana e, portanto, a energia necessária para removê-lo.