Question

Por que a primeira energia de ionizacao do do ouro é maior q da prata?

Answer 1

Resposta:Os átomos no estado fundamental possuem a mesma quantidade de prótons (cargas positivas) e de elétrons (cargas negativas), ou seja, são neutros. Mas na formação das ligações iônicas, ocorre a extração de um ou mais elétrons da camada de valência do átomo, que são transferidos para outro átomo, resultando na formação de íons. O átomo que perdeu os elétrons transforma-se em um cátion (espécie carregada positivamente).

Para “arrancar” esses elétrons do átomo isolado ou de um íon, é necessário aplicar uma determinada quantidade de energia, que é chamada de energia de ionização (porque houve a formação de íons) ou potencial de ionização. Assim, podemos fazer a seguinte definição:

“Energia de ionização ou potencial de ionização é a energia aplicada para retirar um elétron do átomo (ou do íon) isolado no estado gasoso.”

X(g) → X+(g) + e-               I = E(X+) - E(X)

Os valores das energias de ionização podem ser expressos em eletrovolts (eV), mas de acordo com o SI (Sistema Internacional de Unidades), eles devem ser expressos em kJ/mol.

Quando se retira o primeiro elétron de um átomo neutro, há a primeira energia de ionização (I1). Já a energia necessária para retirar o segundo elétron desse cátion que foi formado é chamada de segunda energia de ionização (I2) e assim por diante. A primeira energia de ionização é sempre menor que a segunda energia de ionização e assim sucessivamente. Isso acontece porque, no primeiro caso, o elétron está na camada mais externa ao núcleo e, como está mais longe dos prótons, a atração entre eles é menor, sendo mais fácil retirar o elétron.

Por exemplo, consideremos um átomo de cobre (Cu(g)) que possui quatro níveis de energia no estado fundamental e um elétron no subnível mais externo (4s1):

29Cu +785 kJ/mol → 29Cu+ + e-

29Cu + 1955 kJ/mol → 29Cu2+ + e-

Veja que a segunda energia de ionização foi maior do que a primeira. Isso nos mostra que a energia de ionização é uma propriedade periódica, que varia conforme o número atômico dos átomos dos elementos da Tabela Periódica. Podemos notar também que essa propriedade segue um padrão de variação relacionado com o do raio atômico, pois depende da distância que os elétrons estão do núcleo, ou seja, quanto maior o raio atômico, menor a energia de ionização e vice-versa.

Isso quer dizer que os valores das energias de ionização dos elementos crescem no sentido oposto ao crescimento do raio atômico, ou seja, aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita. Os valores das energias de ionização são medidos experimentalmente e podemos comparar esses valores para confirmarmos esse padrão de variação mencionado:

Representações dos valores da primeira energia de ionização de alguns átomos

Representações dos valores da primeira energia de ionização de alguns átomos

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* Considerando os elementos em uma mesma família: A primeira energia de ionização aumenta de baixo para cima. Isso acontece porque, conforme vai descendo, os níveis de energia e o raio atômico vão aumentando e os elétrons vão ficando mais distantes do núcleo, por isso fica mais fácil retirá-los. Por exemplo, o H (hidrogênio) possui somente uma camada eletrônica, então seu elétron está bem próximo ao núcleo. Já o Cs (césio) possui seis camadas eletrônicas, estando seus elétrons bem distantes do núcleo. É por isso que a energia de ionização do H é bem maior (1312) que a do Cs (376).

Ãtomos de césio e hidrogênio

Explicação:* Considerando os elementos em um mesmo período: A primeira energia de ionização aumenta da esquerda para a direita. Isso ocorre porque, conforme vai caminhando para a direita, a quantidade de níveis permanece a mesma, mas a quantidade de elétrons vai aumentando, ou seja, a atração pelo núcleo aumenta e seu raio diminui. Com isso, a energia necessária para vencer essa força de atração precisará ser maior. Por exemplo, o Na (sódio) e o Ar (argônio) pertencem ao terceiro período, o que significa que ambos possuem três camadas eletrônicas, mas o Na possui somente um elétron na sua camada mais externa, enquanto o Ar possui oito elétrons nessa camada. Por isso, a primeira energia de ionização do Ar será bem maior (1521) que a do Na (496).