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, Zeff = Z - S . 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 IE propto Zeff^2n^2 , 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.

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