Qual é a relação dos parâmetros atômicos afinidade eletrônica e energia de ionização com a formação da ligação química do tipo iônica.
Passo 1
O enunciado quer relacionar dois parâmetros atômicos — energia de ionização (EI) e afinidade eletrônica (AE) — com a formação de ligação química do tipo iônica. O conteúdo envolve entender como esses valores indicam a facilidade de um átomo perder ou ganhar elétron e, em conjunto com a energia de rede do sólido iônico, determinam se a reação de formação do íon é energeticamente favorável.
Passo 2
Definimos energia de ionização,
, como a energia necessária para retirar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso:
Quanto menor
, mais fácil é formar o cátion
.
Passo 3
Definimos afinidade eletrônica,
, como a energia liberada quando um átomo isolado captura um elétron no estado gasoso:
Quanto maior (em módulo)
, mais energia é liberada ao formar o ânion
.
Passo 4
Para que a ligação iônica se forme espontaneamente, a soma das energias envolvidas na geração dos íons e na formação da rede cristalina deve ser negativa:
Aqui,
é a energia de rede (sempre grande e negativa), compensando a energia positiva de
. Assim, queremos
baixo e
alto para que
seja fortemente negativa.
Passo 5
Concluímos que átomos que formam bons doadores de elétron (metais, com
baixo) somados a átomos que formam bons receptores de elétron (não-metais, com
alto) favorecem a formação de ligações iônicas estáveis, pois:
- É fácil gerar o cátion (pequena
). - É vantajoso gerar o ânion (grande
). - A grande energia de rede do sólido iônico torna o processo globalmente exotérmico.
Resposta
A formação de ligação iônica requer um doador de elétron com baixa energia de ionização e um receptor com alta afinidade eletrônica, pois assim a energia gasta para ionizar o metal é superada pela energia liberada ao captar o elétron e pela energia de rede cristalina, tornando o processo globalmente favorável.