Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...
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Energia <strong>de</strong> ionização<br />
Define-se energia <strong>de</strong> ionização (EI) como sendo a energia mínima<br />
necessária para retirar elétron <strong>de</strong> um átomo gasoso, isolado, no seu estado<br />
fundamental.<br />
Para um dado elemento X, esse processo po<strong>de</strong> ser representado como:<br />
X(g) X n+ (g) + ne -<br />
Quando n = 1, o valor <strong>de</strong> EI correspon<strong>de</strong> ao da primeira energia <strong>de</strong><br />
ionização; n = 2 a segunda e assim por diante. Como mais <strong>de</strong> um elétron po<strong>de</strong>, a<br />
princípio, ser removido do átomo (exceto o H), a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> energia necessária<br />
para retirar o segundo elétron (2ª EI) é maior que a da 1ª EI e assim<br />
sucessivamente (Tab. 7). Isto ocorre porque as espécies das quais o elétron é<br />
removido tornam-se progressivamente mais carregadas positivamente (maior<br />
força <strong>de</strong> atração exercida pelo núcleo). A Tab. 7 mostra as primeiras energias<br />
(exceto o H) <strong>de</strong> ionização <strong>de</strong> átomos gasosos <strong>de</strong> vários elementos.<br />
Por outro lado, po<strong>de</strong>mos observar na Fig. 22 que a variação da primeira<br />
energia <strong>de</strong> ionização nos grupos e períodos ocorre <strong>de</strong> maneira similar ao tamanho<br />
atômico. Dessa forma, na medida que percorremos um grupo <strong>de</strong> cima para baixo<br />
(por exemplo, os metais alcalinos), o aumento que ocorre no tamanho é<br />
acompanhado por um <strong>de</strong>créscimo na energia <strong>de</strong> ionização. Isto ocorre em virtu<strong>de</strong><br />
do aumento gradual da distância média entre o núcleo e o elétron mais externo,<br />
tornando a força <strong>de</strong> atração do núcleo cada vez menor, já que a carga nuclear<br />
efetiva sentida pelo elétron mais externo se mantém praticamente constante.<br />
Com relação à variação ao longo <strong>de</strong> um período, à medida que nos<br />
<strong>de</strong>slocamos da esquerda para direita, ocorre um aumento da carga nuclear efetiva<br />
sentida pelos elétrons externos, reduzindo em geral o tamanho do átomo e<br />
tornando mais difícil a retirada <strong>de</strong> elétron. Contudo, observa-se que existem<br />
algumas irregularida<strong>de</strong>s nessa tendência. Por exemplo, no 2 o período esperamos<br />
um aumento regular do potencial <strong>de</strong> ionização ao irmos do Li ao Ne. Todavia,<br />
observamos que a energia <strong>de</strong> ionização do Be é maior que a do B e a do N é<br />
maior que a do O. Essas inversões po<strong>de</strong>m ser também explicadas a partir das<br />
estruturas eletrônicas dos elementos e da lei <strong>de</strong> Coulomb.<br />
Relativamente ao Be, o 1º elétron a ser retirado encontra-se no 2s completo,<br />
ao passo que o 1º elétron do B a ser removido situa-se em um dos orbitais 2p.<br />
Como o orbital 2s é mais penetrante que os orbitais 2p (Fig. 16), os elétrons 2s<br />
são mais firmemente atraídos pelo núcleo. Assim, é mais fácil remover o elétron<br />
2p do B que um dos elétrons 2s do Be, o que requer uma EI menor para o B.<br />
No caso do nitrogênio, todos os orbitais 2p têm somente 1 elétron cada<br />
(orbitais semipreeenchidos), enquanto que o oxigênio apresenta um <strong>de</strong> seus<br />
orbitais 2p com dois elétrons. Como o quarto elétron do O encontra-se em um<br />
orbital que já contém um elétron, a repulsão existente entre os dois tornará mais<br />
fácil remover um <strong>de</strong>les do que retirar um elétron <strong>de</strong> qualquer um dos orbitais 2p<br />
semipreenchidos. Essas mesmas irregularida<strong>de</strong>s encontram nos períodos 3 e 4,<br />
on<strong>de</strong> a EI do P é maior que a do S e a do As é maior que a do Se.<br />
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