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) |
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P | 1012 | 1903 | 2912 | 4956 | 6273 | 22233 | 25397 |
Si | 787 | 1577 | 3231 | 4356 | 16091 | 19784 | 23783 |
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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
. - Silício (Si): Tem 14 elétrons, com a configuração eletrônica
.
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 (
), 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.