Explique porque a primeira energia de ionização do
é menor do que para o
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Passo 1
Beleza, o exercício pergunta por que a primeira energia de ionização do alumínio, Al, que é 577 kJ/mol, é menor do que a do magnésio, Mg, que é 736 kJ/mol. Isso cai dentro do tópico de “tendências periódicas” (energia de ionização, raio atômico e blindagem eletrônica). Para resolver, vamos precisar:
- Configuração eletrônica de Mg e Al;
- Conceito de subníveis (3s versus 3p);
- Efeito de blindagem e penetração orbital;
- Ligação entre tudo isso e a energia necessária para arrancar um elétron.
Passo 2
Primeiro, lembra a configuração eletrônica:
- Mg (Z=12):
- Al (Z=13):
Ou seja, no Mg a gente vai arrancar um elétron do orbital 3s; no Al, do orbital 3p.
Passo 3
Agora o pulo do gato: orbitais s penetram melhor (chegam mais perto) do núcleo do que orbitais p. Isso faz com que um elétron 3s “sinta” o núcleo com mais força do que um elétron 3p. Mesmo que o Al tenha um próton a mais (Z maior), o elétron 3p dele fica um pouco mais longe e é mais blindado pelos elétrons 3s abaixo.
Em termos de carga efetiva (Z_eff), usaríamos algo como as Regras de Slater para ver que, apesar de Z ser maior no Al, o 3p recebe blindagem adicional dos 3s e dos níveis internos, sofrendo menos atração do núcleo do que o 3s do Mg.
Resultado:
- Elétron 3s do Mg → mais bem “preso” → IE maior (736 kJ/mol)
- Elétron 3p do Al → mais solto, mais afastado → IE menor (577 kJ/mol)
Passo 4
Recapitulando a teoria:
- Energia de ionização é diretamente ligada a quão fortemente o elétron se liga ao núcleo.
- Orbitais s penetram mais e sofrem menos blindagem interna, ficando mais fortemente ligados.
- Orbitais p de mesmo nível principal estão mais afastados e recebem mais blindagem de dentro.
Então, mesmo com um próton extra, o elétron 3p do Al é mais fácil de remover que o 3s do Mg.
Resposta
A energia de ionização do Al é menor porque o elétron arrancado dele está em um orbital 3p – que penetra menos e sofre mais blindagem – enquanto no Mg o elétron extra está em 3s, que “sente” o núcleo com mais força e exige mais energia para ser removido.