Responda:
Baseado nas tendências da tabela periódica, determine qual dos átomos,
ou Si, tem menor primeira energia de ionização e qual tem a maior.
Baseado nas tendências da tabela periódica, determine qual dos átomos,
Passo 1
O enunciado pede: entre os átomos
,
,
e
determinar qual tem a menor primeira energia de ionização e qual tem a maior.
Informações dadas (implícitas nos símbolos dos elementos): os átomos são (boro),
(carbono),
(alumínio) e
(silício). Para facilitar a comparação, seus números atômicos são:
,
,
e
.
Informações dadas (implícitas nos símbolos dos elementos): os átomos são
Passo 2
O que é a primeira energia de ionização?
Definição: a primeira energia de ionização, , é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Escrevemos a reação assim:
Definição: a primeira energia de ionização,
e
é a energia absorbida nesse processo. Em palavras simples: quanto mais fortemente o elétron está preso ao núcleo, maior é
.
Passo 3
Quais fatores influenciam
? Vou explicar de um jeito direto e sem jargão:
- Carga nuclear efetiva,
: é a “carga positiva sentida” pelos elétrons de valência depois que os outros elétrons fazem um bloqueio (blindagem). Quanto maior , mais forte o núcleo puxa os elétrons, e maior . - Número quântico principal da camada de valência,
: elétrons em camadas com maior estão, em média, mais longe do núcleo e menos ligados; portanto, para níveis mais altos , tende a ser menor. - Blindagem (shielding): elétrons internos reduzem a atração efetiva sobre os elétrons de valência; mais blindagem → menor
percebida → menor .
Uma forma simples de pensar quantitativamente (apenas qualitativa para a prova) é: a força de atração aproxima-se de algo proporcional a
. Não precisa decorar isso, mas ajuda a entender porque aumentar
aumenta
e aumentar
diminui
.
Passo 4
Tendências periódicas importantes (que usamos para comparar):
- Ao percorrer um período da esquerda para a direita (mesma linha da tabela),
aumenta enquanto é o mesmo → geralmente aumenta. - Ao descer numa família (coluna/grupo),
aumenta (elétrons mais externos em camadas maiores) e a blindagem aumenta → geralmente diminui.
Essas são as regras que vamos aplicar aos quatro átomos.
Passo 5
Vamos olhar as configurações eletrônicas (isso ajuda a ver a camada de valência e o
):
Observações imediatas:
e
têm elétrons de valência com
(mesma camada);
e
têm valência com
. Pela regra de descida de grupo, os elementos com
(Al, Si) tendem a ter
menores que os de
(B, C), tudo o mais igual.
Passo 6
Comparações diretas usando as tendências:
- Entre
e (mesmo período, ): indo da esquerda para a direita aumenta → tem maior que . Logo . - Entre
e (mesmo período, ): indo para a direita, aumenta → . - Comparando períodos: qualquer elemento em
tende a ter maior que o correspondente em na mesma coluna, ou seja, e .
Juntando tudo:é o mais à direita e está no período mais alto entre os quatro, então tende a ter a maior . é o mais à esquerda e está em , então tende a ter a menor .
Passo 7
Resumo lógico final:
- Maior primeira energia de ionização:
(carbono). Explicação curta: está em e está mais à direita que , logo maior e elétrons de valência mais firmes. - Menor primeira energia de ionização:
(alumínio). Explicação curta: está em (elétrons mais afastados) e é mais à esquerda que , logo o elétron de valência é o mais fracamente ligado entre os quatro.
Resposta
Menor:
Maior:
Maior: