Ordene os elementos selênio, cloro e enxofre na ordem crescente da 1a energia de ionização.
a)
b)
c)
d)
Escolha uma opção:
a
b
c
d
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado pede para ordenar, em ordem crescente da 1ª energia de ionização, os elementos selênio, cloro e enxofre, e escolher a alternativa correta entre as opções dadas.
Informações relevantes fornecidas ou necessárias para a resolução (listadas claramente):
(enxofre),
(cloro) e
(selênio).
Números atômicos e configurações eletrônicas úteis (anotei para usar depois):
configuração
.
configuração
.
configuração
.
Informações relevantes fornecidas ou necessárias para a resolução (listadas claramente):
Números atômicos e configurações eletrônicas úteis (anotei para usar depois):
Passo 2
Definição e fatores que controlam a 1ª energia de ionização (essencial para entender o porquê da ordem).
A 1ª energia de ionização, que vou chamar de , é a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso, ou seja:
A 1ª energia de ionização, que vou chamar de
Fatores que aumentam ou diminuem
:
-
(carga nuclear efetiva): quanto maior, mais fortemente os elétrons são atraídos, maior . - Número quântico principal
do elétron a ser removido: elétrons em níveis com maior estão, em média, mais distantes e são mais fáceis de remover (menor ). - Blindagem (shielding): elétrons internos reduzem a atração efetiva do núcleo sobre os elétrons externos; maior blindagem → menor
→ menor .
Uma regra prática qualitativa (útil na prova) é: atravessando um período (esquerda → direita)tende a aumentar; descendo um grupo (cima → baixo) tende a diminuir. Vou usar essas ideias de forma clara e passo a passo.
Passo 3
Comparação entre
e
(mesmo período: período 3).
- Ambos têm elétrons de valência no mesmo nível principal
(3s e 3p). Portanto a distância média dos elétrons de valência ao núcleo é parecida e a blindagem por camadas internas é próxima. - Ao percorrer um período da esquerda para a direita o
aumenta (o número atômico aumenta, mas a blindagem não aumenta tanto), então os átomos puxam seus elétrons com mais força. O cloro está à direita do enxofre no mesmo período, então tem maior .
Conclusão lógica (sem números ainda):tem menor que . Em símbolos:
Passo 4
Comparação entre
e
(mesmo grupo: grupo 16, os calcogênios).
- Enxofre
está no período 3 ( para os elétrons de valência) e selênio está no período 4 ( ). - Ao descer um grupo o elétron de valência ocupa um nível com
maior (mais distante), e há mais camadas internas que blindam o núcleo (no caso do há inclusive elétrons 3d preenchidos que aumentam a blindagem efetiva). - Resultado prático:
tem menor sentido prático para o elétron de valência e/ou está mais distante, portanto é mais fácil remover um elétron do do que do .
Conclusão:
Passo 5
Combinação das comparações anteriores para ordenar os três elementos.
Das duas relações que obtivemos: (Passo 4) e
(Passo 3). Juntando-as obtemos, por transitividade,
Das duas relações que obtivemos:
Isto significa que, em ordem crescente de
(do menor para o maior), vem primeiro o selênio, depois o enxofre e por último o cloro.
Passo 6
Confirmação rápida com valores experimentais aproximados (úteis para ganhar confiança na resposta; se estiver na prova sem calculadora não precisa decorar, mas ver números ajuda a fixar): valores típicos de
em
são aproximadamente
,
,
.
Esses números confirmam a ordem encontrada: .
Esses números confirmam a ordem encontrada:
Resposta
d)