Tabla de energía de ionización
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Tendencias de la energía de ionización trazadas contra el número atómico, en unidades eV. La energía de ionización aumenta gradualmente desde los metales alcalinos hasta los gases nobles. La energía de ionización máxima también disminuye de la primera a la última fila de una columna dada, debido a la creciente distancia de la capa de electrones de valencia del núcleo. Los valores predichos se utilizan para los elementos más allá de 104.
En física y química, la energía de ionización (IE) (grafía inglesa americana), energía de ionización (grafía inglesa británica) es la energía mínima necesaria para eliminar el electrón más suelto de un átomo gaseoso aislado, un ion positivo o una molécula.[1] La primera energía de ionización se expresa cuantitativamente como
Energía de ionización del He
Los elementos de los grupos (columnas verticales) de la tabla periódica presentan un comportamiento químico similar. Esta similitud se debe a que los miembros de un grupo tienen el mismo número y distribución de electrones en sus capas de valencia. Sin embargo, también existen otros patrones en las propiedades químicas de la tabla periódica. Por ejemplo, a medida que descendemos en un grupo, aumenta el carácter metálico de los átomos. El oxígeno, en la parte superior del grupo 16 (6A), es un gas incoloro; en el centro del grupo, el selenio es un sólido semiconductor; y, hacia el fondo, el polonio es un sólido gris plateado que conduce la electricidad.
A medida que atravesamos un período de izquierda a derecha, añadimos un protón al núcleo y un electrón a la capa de valencia con cada elemento sucesivo. A medida que descendemos por los elementos de un grupo, el número de electrones en la capa de valencia permanece constante, pero el número cuántico principal aumenta en uno cada vez. La comprensión de la estructura electrónica de los elementos nos permite examinar algunas de las propiedades que rigen su comportamiento químico. Estas propiedades varían periódicamente a medida que cambia la estructura electrónica de los elementos. Son (1) el tamaño (radio) de los átomos e iones, (2) las energías de ionización y (3) las afinidades electrónicas.
Tabla periódica de electronegatividad
La energía de ionización es la energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo o ion gaseoso. La energía de ionización primera o inicial o Ei de un átomo o molécula es la energía necesaria para eliminar un mol de electrones de un mol de átomos o iones gaseosos aislados.
Se puede pensar en la energía de ionización como una medida de la dificultad de eliminar electrones o de la fuerza con la que se une un electrón. Cuanto mayor sea la energía de ionización, más difícil será eliminar un electrón. Por lo tanto, la energía de ionización es un indicador de la reactividad. La energía de ionización es importante porque puede utilizarse para ayudar a predecir la fuerza de los enlaces químicos.
La energía necesaria para eliminar el electrón de valencia más externo de un átomo neutro es la primera energía de ionización. La segunda energía de ionización es la necesaria para eliminar el siguiente electrón, y así sucesivamente. La segunda energía de ionización es siempre mayor que la primera. Tomemos, por ejemplo, un átomo de metal alcalino. Quitar el primer electrón es relativamente fácil porque su pérdida da al átomo una capa de electrones estable. La eliminación del segundo electrón implica una nueva capa de electrones que está más cerca y más estrechamente unida al núcleo atómico.
Potencial de ionización de los elementos
En esta página se explica qué es la energía de primera ionización y, a continuación, se examina la forma en que varía en la Tabla Periódica: entre períodos y grupos. Se supone que conoces los orbitales atómicos simples y que puedes escribir estructuras electrónicas para átomos simples. Al final de la página encontrarás un enlace a una descripción similar de las energías de ionización sucesivas (segunda, tercera, etc.).
Todos los elementos tienen una primera energía de ionización, incluso los átomos que no forman iones positivos en las probetas. La razón por la que el helio (1ª E.I. = 2370 kJ mol-1) no suele formar un ion positivo es por la enorme cantidad de energía que se necesitaría para eliminar uno de sus electrones.
La energía de primera ionización muestra periodicidad. Esto significa que varía de forma repetitiva a medida que se avanza en la Tabla Periódica. Por ejemplo, observe el patrón desde el Li hasta el Ne, y luego compárelo con el patrón idéntico desde el Na hasta el Ar.
La energía de ionización es una medida de la energía necesaria para alejar un electrón concreto de la atracción del núcleo. Un valor alto de energía de ionización muestra una gran atracción entre el electrón y el núcleo.