Sobre as propriedades periódicas trabalhadas em sala de aula responda:
Explique, em termos de número de camadas atômicas e de carga nuclear efetiva, como a energia de ionização e a afinidade eletrônica variam na tabela periódica
Explique, em termos de número de camadas atômicas e de carga nuclear efetiva, como a energia de ionização e a afinidade eletrônica variam na tabela periódica
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A pergunta é sobre as propriedades periódicas: energia de ionização (EI) e afinidade eletrônica (AE). A matéria aqui é Química Inorgânica, mais especificamente as tendências periódicas. Pra resolver a gente vai precisar entender:
- O que é energia de ionização e o que é afinidade eletrônica.
- Como o número de camadas (níveis de energia) e a carga nuclear efetiva (Zₑ𝒻𝒻) influenciam essas grandezas.
- Como variam essas propriedades ao longo de um período (da esquerda pra direita) e de um grupo (de cima pra baixo) na tabela.
Passo 2
Primeiro, bora definir os conceitos básicos:
- Energia de ionização (EI) é a energia mínima que a gente precisa fornecer para “arrancar” um elétron de um átomo no estado gasoso. Se eu tiro um elétron, tô criando um íon positivo.
- Afinidade eletrônica (AE) é a energia liberada (ou, em alguns casos, gasta) quando um átomo neutro em fase gasosa ganha um elétron, virando um íon negativo.
Esses dois valores dependem de como o elétron está preso ao núcleo, certo? E isso envolve duas coisas:
a) Quantas camadas eletrônicas existem entre o elétron mais externo e o núcleo (quanto mais camadas, mais longe o elétron tá do núcleo).
b) Qual é a carga nuclear efetiva (Zₑ𝒻𝒻) sentida por esse elétron, já que os elétrons internos conseguem “blindar” o núcleo – o chamado efeito de blindagem (ou shielding).
a) Quantas camadas eletrônicas existem entre o elétron mais externo e o núcleo (quanto mais camadas, mais longe o elétron tá do núcleo).
b) Qual é a carga nuclear efetiva (Zₑ𝒻𝒻) sentida por esse elétron, já que os elétrons internos conseguem “blindar” o núcleo – o chamado efeito de blindagem (ou shielding).
Passo 3
Vamos entender a carga nuclear efetiva. Ela é dada (mais ou menos) por:
onde
• é o número de prótons no núcleo (carga nuclear real).
• é a carga “blindada” pelos elétrons internos.
•
•
Quanto maior for
, mais fortemente o núcleo atrai os elétrons da camada externa.
Passo 4
Agora, variação ao longo de um período (linha da tabela):
- Da esquerda pra direita
aumenta (mais prótons), mas o número de camadas fica o mesmo, então o shielding não cresce tanto. - Logo,
cresce. - Se
cresce, o núcleo prende o elétron com mais força: - Energia de ionização aumenta (é mais difícil tirar elétron).
- Afinidade eletrônica tende a aumentar (o átomo “gosta” mais de ganhar elétron e libera mais energia).
Passo 5
Variação de cima pra baixo num grupo (coluna da tabela):
- Você vai adicionando camadas eletrônicas, então o elétron externo fica cada vez mais longe do núcleo.
- Mesmo que
suba, o shielding também aumenta bastante porque os elétrons internos crescem em número. - O resultado líquido é que
até aumenta um pouquinho, mas a distância do elétron ao núcleo cresce muito. - Então:
- Energia de ionização diminui (fica fácil tirar o elétron mais longe).
- Afinidade eletrônica diminui (o átomo já não “quer” tanto esse elétron extra e solta menos energia).
Resposta
Energia de ionização e afinidade eletrônica aumentam da esquerda pra direita na tabela porque o número de camadas é constante e a carga nuclear efetiva cresce, prendendo os elétrons com mais força. Já de cima pra baixo num grupo ambas diminuem porque o acréscimo de camadas eletrônicas afasta o elétron externo do núcleo, reduzindo a atração mesmo com um pouco mais de prótons.