Como a primeira energia de ionização do íon
está relacionada com a afinidade eletrônica do átomo de Cl ? Porque a segunda energia de ionização de qualquer átomo é maior do que a primeira?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (
) relacionar a primeira energia de ionização de
com a afinidade eletrônica do átomo de Cl; (
) explicar por que a segunda energia de ionização de qualquer átomo é sempre maior que a primeira. O conteúdo envolve definição de energia de ionização e de afinidade eletrônica, e conceitos de atração coulombiana e carga efetiva.
Passo 2
Definimos os dois processos fundamentais:
- Afinidade eletrônica ( ) do cloro é a energia liberada quando um elétron é adicionado a
:
- Afinidade eletrônica (
Onde adotamos o sinal positivo para indicar quantidade de energia liberada.
- Primeira energia de ionização de ,
, é a energia necessária para remover um elétron de
:
- Primeira energia de ionização de
Passo 3
Como as duas reações são apenas o inverso uma da outra, os módulos de energia são iguais:
ou, em termos de sinais,
é numericamente igual à afinidade eletrônica de Cl.
Passo 4
Após a remoção do primeiro elétron, o átomo torna-se um cátion com carga
. Esse aumento de carga faz com que os elétrons restantes sintam uma força de atração maior (maior carga efetiva e menor raio atômico), então é sempre necessário mais energia para arrancar o segundo elétron. Por isso
para qualquer átomo.
Resposta
A primeira energia de ionização de
é numericamente igual à afinidade eletrônica do átomo de Cl:
A segunda energia de ionização é sempre maior que a primeira porque, com o primeiro elétron removido, a carga efetiva sobre os elétrons restantes aumenta, exigindo mais energia para remover o próximo elétron.