1. Explique porque I_{1} do alumínio é menor do que I_{1} do magnésio ( 577 e 738 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}, respectivamente), enquanto I_{2} do alumínio é maior que I_{2} do magnésio ( 1820 e 1450 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}, respectivamente).

Passo 1

O enunciado pede para compararmos as energias de ionização primeira e segunda de alumínio e magnésio, usando conceitos de configuração eletrônica, carga nuclear efetiva e blindagem.

Passo 2

Escrevemos as configurações eletrônicas: \mathrm{Mg} tem configuração [\mathrm{Ne}]\,3s^2. \mathrm{Al} tem configuração [\mathrm{Ne}]\,3s^2\,3p^1.

Passo 3

Para \mathrm{I}_1 removemos o primeiro elétron:
  • Em \mathrm{Mg} esse elétron sai de um orbital 3s, bem penetrante e relativamente bem ligado ao núcleo.
  • Em \mathrm{Al} esse elétron sai do orbital 3p, que está um pouco mais afastado e sofre maior blindagem pelos elétrons 3s.
    Como o elétron 3p de \mathrm{Al} está menos atraído,
\mathrm{I}_1(\mathrm{Al})=577\\ \mathrm{kJ/mol} < \mathrm{I}_1(\mathrm{Mg})=738\\ \mathrm{kJ/mol}.

Passo 4

Após a primeira ionização ficam os íons: \mathrm{Mg}^+ com configuração [\mathrm{Ne}]\,3s^1 e \mathrm{Al}^+ com configuração [\mathrm{Ne}]\,3s^2.

Passo 5

Para \mathrm{I}_2 removemos mais um elétron de cada cátion:
  • Em \mathrm{Mg}^+ tira-se o elétron 3s e chega-se à configuração estável de gás nobre [\mathrm{Ne}].
  • Em \mathrm{Al}^+ remove-se um elétron de um orbital 3s, mas sob carga nuclear maior ( Z=13 prótons atraindo cada elétron), ou seja, a atração efetiva é mais forte.
    Assim, a energia necessária para arrancar o segundo elétron de \mathrm{Al}^+ é maior:
\mathrm{I}_2(\mathrm{Al})=1820\\ \mathrm{kJ/mol} > \mathrm{I}_2(\mathrm{Mg})=1450\\ \mathrm{kJ/mol}.

Resposta

\mathrm{I}_1 de alumínio é menor que a de magnésio porque em \mathrm{Al} o elétron removido vem do orbital 3p, mais afastado e blindado, enquanto em \mathrm{Mg} vem do 3s. Já \mathrm{I}_2 de alumínio é maior que a de magnésio porque ao remover o segundo elétron de \mathrm{Al}^+ a atração nuclear efetiva é mais forte (mais prótons atraindo o elétron), exigindo mais energia.

Exercícios relacionados