Questão 7) Dê a definição e dois exemplos de:
Energia de ionização;
Energia de ionização;
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) uma definição de “Energia de ionização” e (2) dois exemplos. Não há outras informações fornecidas além do pedido. Vou, portanto, dar a definição clara e em seguida exemplificar com dois átomos diferentes, explicando por que os valores são como são.
Passo 2
Definição formal (em termos de processo químico): a energia de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo ou íon isolado no estado gasoso e no seu estado fundamental. Escrevendo o processo para a primeira energia de ionização:
A quantidade de energia necessária para essa transformação é a primeira energia de ionização, que costuma ser notada por
. Explico os símbolos:
é o átomo neutro no estado gasoso;
é o cátion formado;
é o elétron removido. A energia tem sinal positivo porque é um processo endotérmico (temos que fornecer energia para arrancar o elétron).
Unidades e notação: a energia de ionização é normalmente dada em (quilojoule por mol). Quando dizemos
falamos da primeira energia de ionização (remover o primeiro elétron). Existe também
(remover o segundo elétron do cátion
), e assim por diante; em geral
porque, à medida que removemos elétrons, o íon fica mais carregado positivamente e prende mais fortemente os elétrons restantes.
Unidades e notação: a energia de ionização é normalmente dada em
Passo 3
Fatores que influenciam o valor (dou uma explicação didática, útil para prova):
- Carga nuclear efetiva (
): quanto maior a atração do núcleo sobre os elétrons externos, maior a . - Distância do elétron ao núcleo: elétrons mais afastados são mais fáceis de remover (menor
). - Blindagem (shielding) por elétrons internos: elétrons internos reduzem a atração efetiva do núcleo sobre os elétrons externos, diminuindo a
. - Configuração eletrônica estável: átomos com camada externa completa (gases nobres) têm
muito alta; átomos com um elétron a mais em orbital esparso (metais alcalinos) têm baixa.
Tendência periódica útil para prova:aumenta ao longo de um período (da esquerda para a direita) e diminui ao descer um grupo.
Passo 4
Exemplo 1 — sódio (
):
- Reação para a primeira energia de ionização:
- Razão qualitativa: o sódio tem um único elétron de valência no orbital
, relativamente afastado do núcleo e bem blindado pelos elétrons internos, por isso é fácil removê-lo. Logo, é relativamente baixa. - Valor aproximado (útil na prova para comparar ordens de grandeza):
. - Observação sobre
: para remover o segundo elétron teríamos
e
é muito maior (por exemplo
) porque aí estaríamos arrancando um elétron de uma configuração estabilizada tipo gás nobre (
), logo exige muito mais energia.
Passo 5
Exemplo 2 — neônio (
):
- Reação para a primeira energia de ionização:
- Razão qualitativa: o neônio é um gás nobre com camada de valência completa; seus elétrons estão fortemente retidos pelo núcleo e não há tendência a perder elétrons. Portanto
é muito alta. - Valor aproximado:
. - Comentário prático: comparar
com mostra claramente a influência da configuração eletrônica — neônio (alta ) vs sódio (baixa ).
Passo 6
Dica rápida de como responder isso na prova (passo-a-passo que vale ponto): 1) escreva a definição química com a equação em
(como em Passo 2), 2) nomeie a unidade (
), 3) apresente dois exemplos com a equação e uma razão qualitativa (por que é alto/baixo) e, se quiser, um valor aproximado para mostrar ordem de grandeza. Isso garante resposta completa e clara.
Resposta
Definição: Energia de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo ou íon isolado no estado gasoso e no seu estado fundamental; para a primeira ionização o processo é
e a energia associada é
(unidade
).
Exemplo 1: Sódio —
;
. Baixa porque o elétron removido é um valência
bem afastado e blindado.
Exemplo 2: Neônio —
;
. Alta porque o neônio tem camada de valência completa (configuração muito estável).