Energia de Ionização

O comportamento químico dos átomos e íons é muito afetado pela facilidade ou dificuldade é para remover os seus elétrons, especialmente os elétrons mais externos que participam na formação da ligação química. A energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso no seu estado de sólido é chamada a primeira energia de ionização e é dada em kilojoules por mol. A energia necessária para remover o próximo elétron é chamada a segunda energia de ionização, e assim por diante.

Ao descer uma coluna, as energias de ionização diminuem. Recordemos que o número quantum principal mais elevado de elétrons de valência aumenta na coluna levando a tamanhos atómicos maiores. Assim, quanto mais longe estão os elétrons mais externos, mais fáceis são de remover.

Para os elementos do grupo principal, a energia de ionização aumenta ao longo do período. A razão reside no número atómico crescente, em que os elétrons de valência experimentam uma carga nuclear mais eficaz tornando mais difícil a remoção dos elétrons mais externos. Isto explica porque é que o cloro tem uma maior energia de ionização do que o sódio, por exemplo.

Geralmente, a energia de ionização é um mínimo para um metal alcalino e sobe a um pico com cada gás nobre. Os metais de transição apresentam um pequeno aumento na energia de ionização ao longo do período, e os elementos do bloco f mostram uma alteração ainda menor. Mas há algumas exceções a considerar.

O boro tem uma energia de ionização menor do que o berílio, embora esteja mais para a direita na tabela periódica. O berílio tem elétrons de 2s de baixa energia, enquanto que o boro tem um elétron com energia superior a 2p, tornando a sua remoção energeticamente mais favorável. Outra exceção é o oxigênio, que tem uma energia de primeira ionização inferior ao ozônio.

Comparado com ao ozônio, o oxigênio tem quatro elétrons p, e a remoção de um elétron elimina a repulsão de elétrons. Assim, é necessária menos energia para a ionização. Estas exceções também são observadas nos períodos seguintes.

A remoção de elétrons dos catíons é mais difícil do que a partir de átomos neutros. Geralmente, as sucessivas energias de ionização aumentam para os elementos. Consideremos o potássio.

A segunda energia de ionização é significativamente mais elevada, uma vez que envolve a remoção de um elétron de núcleo de um íon com uma configuração de gás nobre. Do mesmo modo, para o cálcio, há um aumento elevado da segunda à terceira energia de ionização à medida que um elétron central é removido de uma configuração de um catíon com um gás nobre.