Indique em cada caso qual elemento possui a maior primeira energia de ionização
(d)
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Passo 1
O enunciado pede: “Indique em cada caso qual elemento possui a maior primeira energia de ionização” para os elementos
e
. Informações relevantes dadas ou inferíveis imediatamente:
- Os elementos são
(estanho) e (xenônio). - Podemos usar a posição periódica e configurações eletrônicas para comparar suas primeiras energias de ionização.
- Dados úteis que vou usar sem pedir nada a você:
e . Ambos pertencem ao mesmo período (período 5) da tabela periódica.
Passo 2
O que é a primeira energia de ionização? Vou explicar com calma.
- Definição: a primeira energia de ionização (que vou chamar de
) é a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso, produzindo um íon positivo. - Em forma de reação química:
- Unidade comum:
. Interpretação prática: quanto maior , mais fortemente o átomo segura seu elétron de valência.
Passo 3
Tendências periódicas que importam (explicadas passo a passo, sem pular):
- Movimento na tabela: ao percorrer uma linha (período) da esquerda para a direita, a primeira energia de ionização tende a aumentar. Por quê? Porque o número de prótons no núcleo (
) aumenta, atraindo mais fortemente os elétrons, enquanto o nível principal ( ) dos elétrons de valência normalmente permanece o mesmo, de modo que o aumento de carga nuclear efetiva torna os elétrons mais difíceis de remover. - Movimento na coluna (grupo): ao descer um grupo (aumentar
), tende a diminuir porque os elétrons de valência estão em níveis mais externos (maior distância média do núcleo) e são melhor blindados pelos elétrons internos, então a atração efetiva é menor. - Conceito útil: carga nuclear efetiva
. É uma ideia qualitativa que diz que os elétrons internos “bloqueiam” parte da carga nuclear; os elétrons de valência “sentem” uma carga efetiva (onde representa o escudo dos elétrons internos). Quanto maior e quanto menor a distância média do elétron ao núcleo, maior será a energia necessária para arrancar o elétron (pela forma qualitativa da energia coulombiana ).
Passo 4
Aplique as ideias aos elementos
e
:
- Ambos estão no mesmo período (período 5). Então a variação de
entre eles será dominada pela posição na linha (direita/maior normalmente → maior ). - Configurações eletrônicas (vou escrever explicitamente porque isso é útil para visualizar estabilidade):
-
. -
.
-
- Observações chave:
-
tem uma configuração de camada de valência completa ( ), ou seja, é um gás nobre com camada externa fechada — isso é muito estável. Remover um elétron de uma camada fechada custa bastante energia. -
tem apenas ; seus elétrons de valência estão menos fortemente ligados em comparação com um gás nobre do mesmo período. - Além disso,
é maior que , então o núcleo de atrai os elétrons de valência com intensidade efetiva maior (mesmo nível principal , portanto blindagem similar), o que aumenta de relativamente a .
-
Passo 5
Dê um número para ficar mais concreto (valores experimentais aproximados para reforçar a conclusão):
- Primeira energia de ionização aproximada de
: . - Primeira energia de ionização aproximada de
: .
Esses números mostram claramente quetem bem maior que , coerente com a argumentação qualitativa anterior.
Passo 6
Resumo-exame (como eu faria se estivesse na sua prova e quisesse responder rápido):
- Procure o período: ambos no mesmo período → compare posição horizontal.
- À direita na mesma linha geralmente tem maior
(e gases nobres têm as maiores do período). - Conclusão rápida:
(mais à direita e gás nobre) possui maior primeira energia de ionização do que .