Os átomos do elemento fósforo possuem 15 elétrons, enquanto os átomos do silício (Si) possuem 14 elétrons. De um modo geral as energias de ionização (E.I.) do P são maiores do que as E.I do Si, conforme mostradas na tabela abaixo. Explique o fato da e da E.I. do P serem menores do que a e a do Si.
E.I (kj/mol)
P 1012 1903 2912 4956 6273 22233 25397
Si 787 1577 3231 4356 16091 19784 23783
:—: :— :— :— :— :— :— :—

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos fala sobre as energias de ionização do fósforo § e do silício (Si). Energias de ionização são aquelas quantidades de energia necessárias para remover elétrons de um átomo. Normalmente, os valores das energias de ionização do P são maiores que os do Si. Mas, estranhamente, a 3ª e a 5ª energias de ionização do P são menores que as do Si. Vamos descobrir por quê!

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são as energias de ionização. A energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Cada vez que removemos um elétron, a energia de ionização aumenta porque o átomo fica mais positivo e segura mais os elétrons restantes.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a configuração eletrônica dos dois elementos:
  • Fósforo §: Tem 15 elétrons, com a configuração eletrônica ²³.
  • Silício (Si): Tem 14 elétrons, com a configuração eletrônica ²².
Isso significa que o fósforo tem um elétron a mais no orbital do que o silício.

Passo 4

Quando falamos sobre a 3ª energia de ionização, estamos removendo o terceiro elétron do átomo. No fósforo, esse terceiro elétron está no orbital e está em uma configuração meio cheia ( ³), o que confere mais estabilidade ao átomo. Por isso, é um pouco mais fácil remover esse elétron no fósforo, resultando em uma energia de ionização menor comparada ao silício, que tem que remover um elétron de uma configuração menos estável.

Passo 5

Sobre a 5ª energia de ionização, após remover quatro elétrons, tanto o P quanto o Si chegam a camadas internas ( ). No fósforo, a remoção do quinto elétron também ocorre em orbitais mais estáveis devido à configuração eletrônica anterior, tornando a energia de ionização menor comparada ao silício, que está removendo elétrons de uma camada um pouco mais internalizada e com maior atração nuclear.

Passo 6

Em resumo, a presença de elétrons em orbitais meio cheios no fósforo confere uma certa estabilidade que facilita a remoção de alguns elétrons específicos, resultando em energias de ionização menores nessas etapas específicas quando comparadas ao silício.

Resposta

Assim, as 3ª e 5ª energias de ionização do fósforo são menores que as do silício porque a remoção desses elétrons no P acontece em orbitais mais estáveis devido à configuração meio cheia, facilitando a ionização nessas etapas específicas.

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