Questão 1. Considere a seguinte tabela de energias de ionização ( kJ mol^-1 ). As letras não representam símbolos químicos dos elementos.
Elemento |l|l|l|l|l|l| hline E<=mento & $1 ^ a $ El & $2 ^ a $ El & $3 ^ a $ EI & $4 ^ a $ El & $5^ a $ El hline A & 496 & 4562 & 6910 & 9543 & 13354 hline B & 738 & 1451 & 7733 & 10541 & 13629 hline C & 789 & 1577 & 3232 & 4356 & 16091 hline D & 419 & 3052 & 4420 & 5877 & 7975 hline E & 1140 & 2100 & 3500 & 4560 & 5760 hline El El EI El El
A 496 4562 6910 9543 13354
B 738 1451 7733 10541 13629
C 789 1577 3232 4356 16091
D 419 3052 4420 5877 7975
E 1140 2100 3500 4560 5760
a) Qual destes elementos tem maior tendência para formar um cátion com carga 2+? Justifique sua resposta. (Elemento B)
b) Qual par de elementos deve pertencer ao mesmo grupo na classificação periódica? Nesse par, qual tem maior Z? Justifique sua resposta. (Elementos A e D)

Passo 1

Beleza, a questão nos dá uma tabela com as cinco primeiras energias de ionização (IE) de cinco elementos “sem nome” (A, B, C, D e E).
Conteúdo: conceitos de energias de ionização sucessivas e tendências periódicas (grupos da Tabela Periódica).
O que vamos precisar:
  • Entender o que é energia de ionização (IE).
  • Ver como um grande salto entre a 2ª e a 3ª IE indica que o elemento “para” em estado 2+.
  • Reconhecer padrões de salto de IE para descobrir quem está no mesmo grupo e relacionar IE₁ com Z atômico.

Passo 2

Primeiro, energia de ionização (IE) é a energia mínima pra arrancar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso.
Como cada elétron removido fica mais preso, a IE aumenta pra cada etapa – IE₁ < IE₂ < IE₃ < …
Quando a diferença entre IE₂ e IE₃ é muito grande, significa que, depois de formar M²⁺, é “muito caro” tirar o 3º elétron. Aí o elemento tende a parar no estado 2+ (é estável aí).

Passo 3

Vamos calcular o salto entre IE₂ e IE₃ de cada elemento:
  • A: ΔIE = IE₃ – IE₂ = 6910 – 4562 = 2348 kJ/mol
  • B: ΔIE = 7733 – 1451 = 6282 kJ/mol
  • C: ΔIE = 3232 – 1577 = 1655 kJ/mol
  • D: ΔIE = 4420 – 3052 = 1368 kJ/mol
  • E: ΔIE = 3500 – 2100 = 1400 kJ/mol
O maior salto é de B (6282 kJ/mol), então B é quem mais “gosta” de ficar em B²⁺.

Passo 4

Para descobrir quem está no mesmo grupo, a gente olha onde ocorre o salto gigante de IE. Elementos de um mesmo grupo têm configuração eletrônica parecida e, portanto, apresentam um salto grande no mesmo número de elétrons removidos.
  • A e D têm um salto enorme entre IE₁ e IE₂ (o 2º elétron sai muito mais caro que o 1º): isso indica que eles têm só um elétron na camada de valência, ou seja, pertencem ao grupo 1 (metal alcalino).

Passo 5

Agora, dentro de um mesmo grupo, o elemento com maior número atômico Z está mais “pra baixo” na Tabela, o que faz sua IE₁ ser menor (elétrons mais distantes do núcleo). Como IE₁ de D (419 kJ/mol) é menor que a de A (496 kJ/mol), D tem Z maior que A.

Resposta

a) O elemento B tem maior tendência a formar B²⁺, pois o salto IE₃–IE₂ é o maior (6282 kJ/mol).
b) A e D pertencem ao mesmo grupo (grupo 1). D tem maior número atômico Z.

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