Como a primeira energia de ionização do íon Cl^-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: ( 1) relacionar a primeira energia de ionização de Cl^- com a afinidade eletrônica do átomo de Cl; ( 2) 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 ( EA) do cloro é a energia liberada quando um elétron é adicionado a Cl:
Cl + e^- ;longrightarrow; Cl^- (De<a E = -EA)
Onde adotamos o sinal positivo para indicar quantidade de energia liberada.
- Primeira energia de ionização de Cl^-, IE1(Cl^-), é a energia necessária para remover um elétron de Cl^-:
Cl^- ;longrightarrow; Cl + e^- (De<a E = IE1(Cl^-))

Passo 3

Como as duas reações são apenas o inverso uma da outra, os módulos de energia são iguais:
IE1(Cl^-) ;=;EA(Cl)
ou, em termos de sinais, IE1(Cl^-) é numericamente igual à afinidade eletrônica de Cl.

Passo 4

Após a remoção do primeiro elétron, o átomo torna-se um cátion com carga +1. 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
IE2 > IE1
para qualquer átomo.

Resposta

A primeira energia de ionização de Cl^- é numericamente igual à afinidade eletrônica do átomo de Cl:
IE1(Cl^-) = EA(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.

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