Ejemplos de energía de ionización
Explicación: Los elementos de un grupo tienen el mismo número de electrones de valencia, pero en niveles de energía crecientes. Los elementos situados en la parte inferior de un grupo tienen electrones de valencia con energías más altas en orbitales más grandes. Esto da lugar a un radio mayor y a una fuerza de atracción más débil entre el núcleo y los electrones exteriores. La energía de ionización disminuye a medida que los electrones están más alejados de la atracción del núcleo.
Explicación: La energía de ionización es la energía que debe absorber un átomo para liberar un electrón. Los metales tienen energías de ionización bastante bajas, hasta que desarrollan una configuración electrónica de gas noble. En ese momento, la energía de ionización se dispara debido a la estabilidad de la configuración de gas noble. Por ejemplo, el sodio tiene una primera energía de ionización muy baja porque sólo tiene un electrón de valencia, pero una segunda energía de ionización muy alta porque la eliminación de un segundo electrón altera la configuración de gas noble del ion.
Basándose en su posición en la tabla periódica, el escandio muestra que puede liberar tres electrones antes de desarrollar una configuración de gas noble (de ahí su tendencia a convertirse en un ion con carga +3).
Problemas de práctica de la energía de ionización
El término energía de ionización hace referencia a la cantidad, o cantidad, de energía necesaria para expulsar un electrón de la forma gaseosa de un átomo o molécula. A medida que se eliminan electrones, se hace más difícil eliminar otro porque la carga del átomo ha cambiado, y el electrón se siente más atraído a permanecer en el átomo. Por lo tanto, se pueden requerir diferentes energías de ionización en diferentes circunstancias. Aprenda a calcular correctamente la cantidad de energía necesaria y vea ejemplos de energía de ionización.
Ejemplo de energía de ionización del sodioPara ver un ejemplo de energía de ionización en juego, veamos el sodio. Para este ejemplo de energía de ionización, Na significa sodio y e- es el electrón que se elimina del átomo de sodio.
Número atómicoNombre1er nivel de energía de ionización en voltios de electrones (eV) o kilojulios/mol (kJ/mol)2helio24,59 o 2372,310neón21,56 o 2080,79flúor17,42 o 1681. 018argón15,76 o 1520,67nitrógeno14,53 o 1402,336criptón14 o 1350,88oxígeno13,62 o 1313,917cloro12,97 o 1250,354xenón12,13 o 1170,46carbono11,26 o 1086,5
Tabla de energía de ionización
* Los electrones en orbitales medio llenos son estables ya que experimentan menos repulsión. Si hay otro electrón compartiendo el mismo orbital, entonces se desestabilizarán debido a la repulsión entre ellos.
Sin embargo, el átomo Be tiene mayor energía de ionización que el átomo B. La razón es – en el caso del Berilio, el último electrón está en el orbital s y en el Boro, el último electrón está en el orbital p. Sabemos que la extracción del electrón del orbital s requiere más energía que la del orbital p.
* La configuración 2s22p3 es más estable que la 2s22p4 debido al subnivel p medio lleno. Los electrones del orbital p en el átomo de N experimentan menos repulsión, por lo que son más estables y requieren más energía de ionización. Mientras que en el caso del átomo de O, el 4º electrón del átomo p puede ser eliminado más fácilmente ya que experimenta más repulsión de los electrones en los orbitales p ya presentes. Por lo tanto, el átomo de oxígeno tiene menos energía de ionización que el átomo de nitrógeno.
Pregunta 2) El primer potencial de ionización de cuatro elementos consecutivos, presentes en el segundo período de la tabla periódica son 8,3, 11,3, 14,5 y 13,6 eV respectivamente. ¿Cuál de los siguientes es el primer potencial de ionización (en eV) del nitrógeno?
Primera tabla de energía de ionización
Comprensión:Las tendencias de la primera energía de ionización a lo largo de los periodos explican la existencia de niveles y subniveles de energía principales en los átomos.Los datos de la energía de ionización sucesiva de un elemento proporcionan información que muestra las relaciones con las configuraciones de los electrones.Aplicaciones y habilidades:Deducción del grupo de un elemento a partir de sus datos de energía de ionización sucesiva.Explicación de las tendencias y discontinuidades de la primera energía de ionización a lo largo de un periodo.
Comprensión:En un espectro de emisión, el límite de convergencia en la frecuencia más alta corresponde a la primera energía de ionización.Aplicaciones y competencias:Resolución de problemas utilizando E=hv.Cálculo del valor de la primera energía de ionización a partir de datos espectrales que dan la longitud de onda o la frecuencia del límite de convergencia.