Explique por que a energia de ionização requerida para a retira do elétron mais energético do Sódio é bem menor que para a retira do elétron mais energético do Magnésio?
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede pra gente explicar por que a energia de ionização (IE) pra tirar o elétron mais energético do Sódio (Na) é bem menor do que a IE pra tirar o elétron mais energético do Magnésio (Mg). O conteúdo aqui é estrutura atômica e tendência periódica de energia de ionização. Vamos precisar saber:
- Configuração eletrônica de Na e Mg
- Conceito de efeito de blindagem (shielding)
- Carga nuclear efetiva (Z_eff)
- Como isso influencia a energia de ionização
Passo 2
Primeiro, a configuração eletrônica:
- Sódio (Z = 11): 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
- Magnésio (Z = 12): 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
Repara que nos dois o elétron “mais energético” está no mesmo nível (n = 3), ou seja, na camada 3s. Até aí, eles têm a mesma distância média do núcleo e passam pelo mesmo grau de blindagem pelos elétrons internos.
Passo 3
Agora entra a ideia de carga nuclear efetiva,
. Em primeira aproximação, a gente faz:
onde:
-
é o número de prótons no núcleo -
é a constante de blindagem causada pelos elétrons internos
Como Na e Mg têm a mesma configuração interna (1s² 2s² 2p⁶), dá pra assumir um
parecido (aprox. 10). Então:
- Para Na:
- Para Mg:
Ou seja, o elétron 3s do Mg “vê” uma carga efetiva maior, porque há um próton a mais puxando esse elétron e a blindagem interna não muda.
Passo 4
Quanto maior o
, mais forte a atração núcleo–elétron e mais difícil arrancar esse elétron. A energia de ionização segue qualitativamente a ideia (para um átomo “hidrogenoide”):
Como
é igual (n = 3) pros dois, a diferença vem só do
:
- IE(Na)
- IE(Mg)
Logo IE(Mg) é cerca de quatro vezes maior nessa conta bruta. Na prática, pega valores reais: IE₁(Na) ≈ 5,1 eV e IE₁(Mg) ≈ 7,6 eV, confirmando que Mg prende mais forte o elétron 3s.
Resposta
A energia de ionização do Sódio é bem menor porque, mesmo tendo o elétron valente na mesma camada 3s, o Magnésio tem um próton a mais no núcleo, aumentando a carga nuclear efetiva (
). Isso faz com que o Mg atraia o seu elétron mais energeticamente e, portanto, seja preciso mais energia para removê-lo do que no Sódio.