Porque os metais possuem baixa energia de ionização e baixa afinidade eletrônica e os não-metais são caracterizados por possuírem elevada afinidade eletrônica e elevada energia de ionização?

Passo 1

Resumo do enunciado: A pergunta quer saber por que os metais têm baixa energia de ionização e baixa afinidade eletrônica, enquanto os não-metais apresentam valores altos dessas duas propriedades.
Conteúdo necessário: propriedades periódicas (energia de ionização Ei e afinidade eletrônica Ae), estrutura atômica (raio atômico, carga nuclear efetiva Zrm eff) e como esses fatores variam na tabela periódica.

Passo 2

Antes de tudo, vamos entender o que são essas grandezas:
  • Energia de ionização ( Ei): é a energia que você precisa dar para arrancar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. Quanto maior Ei, mais “preso” está o elétron.
  • Afinidade eletrônica ( Ae): é a variação de energia quando um átomo neutro em fase gasosa recebe um elétron. Se liberar muita energia, dizemos que Ae é alta (em módulo).

Passo 3

O que controla Ei e Ae?
  1. Tamanho do átomo (raio atômico rrm at): elétrons mais distantes do núcleo são mais fáceis de remover e atraem menos um elétron extra.
  2. Carga nuclear efetiva ( Zrm eff): é a carga positiva do núcleo percebida pelo elétron mais externo, já descontando o “escudo” dos elétrons internos. Quanto maior Zrm eff, maior a atração sobre o elétron de valência.

Passo 4

Por que os metais têm baixa Ei e baixa Ae?
  • Os metais estão geralmente mais à esquerda e em baixo na tabela periódica.
  • Eles têm poucos prótons no núcleo comparado ao número de camadas eletrônicas, então Zrm eff é relativamente baixo.
  • O raio atômico é grande: os elétrons de valência ficam bem longe do núcleo.
    Resultado:
    • Ei baixa, porque é fácil remover esse elétron que está longe e pouco atraído.
    • Ae baixa, porque um elétron extra não é bem atraído e não libera muita energia ao entrar.

Passo 5

Por que os não-metais têm alta Ei e alta Ae?
  • Eles estão mais à direita e em cima na tabela.
  • Possuem muitos prótons e poucas camadas, então Zrm eff é alto.
  • O raio atômico é pequeno: elétrons de valência bem grudados no núcleo.
    Resultado:
    • Ei alta, pois é difícil arrancar um elétron tão preso.
    • Ae alta (grande liberação de energia), pois é muito favorável ao átomo receber um elétron extra e ficar mais estável.

Resposta

Metais têm baixa energia de ionização e baixa afinidade eletrônica porque seu raio atômico é grande e a carga nuclear efetiva Zrm eff é pequena, facilitando a remoção de elétrons e dificultando a atração de novos. Já os não-metais, com raio pequeno e Zrm eff alto, prendem firmemente seus elétrons (alta Ei) e atraem fortemente elétrons extras (alta Ae).

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