A energia de ionização tem uma tendência geral de aumenta ao longo do período na tabela periódica. No entanto os quatros primeiros elementos representativos do terceiro período estão na ordem Na< Mg>Al< Si. Explique essa ordem observada.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A energia de ionização geralmente aumenta conforme a gente avança de esquerda para a direita em um período da tabela periódica. Mas, aqui na terceira linha, os quatro primeiros elementos representativos (Na, Mg, Al e Si) não seguem exatamente essa tendência: Na < Mg > Al < Si. Nosso objetivo é entender por quê essa ordem acontece. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre energia de ionização, configuração eletrônica e como os elétrons interagem dentro dos átomos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é energia de ionização. É a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Quanto mais difícil for remover o elétron, maior será a energia de ionização. Isso geralmente aumenta da esquerda para a direita no período porque os elétrons estão mais fortemente ligados ao núcleo.

Passo 3

Agora, vamos olhar para cada elemento: Sódio (Na), Magnésio (Mg), Alumínio (Al) e Silício (Si). Vamos analisar suas configurações eletrônicas:
  • Na (Sódio): [Ne] 3s¹
  • Mg (Magnésio): [Ne] 3s²
  • Al (Alumínio): [Ne] 3s² 3p¹
  • Si (Silício): [Ne] 3s² 3p²

Passo 4

Para o Sódio (Na), temos um elétron na orbital 3s. Esse elétron é relativamente fácil de remover porque está sozinho e não há muita repulsão. Então, a energia de ionização é menor.
Para o Magnésio (Mg), temos dois elétrons na orbital 3s. Remover um desses elétrons requer mais energia porque agora há uma repulsão entre os dois elétrons, tornando-os mais fortemente ligados ao núcleo. Por isso, a energia de ionização do Mg é maior que a do Na.

Passo 5

O Alumínio (Al) tem a configuração [Ne] 3s² 3p¹. Aqui, estamos começando a encher a orbital 3p. Remover o elétron 3p¹ requer menos energia do que remover um dos elétrons 3s² do Mg porque os elétrons 3p estão um pouco mais distantes do núcleo e menos estabilizados. Assim, a energia de ionização do Al é menor que a do Mg, mas ainda maior que a do Na.

Passo 6

Finalmente, o Silício (Si) tem a configuração [Ne] 3s² 3p². Agora, ao remover um elétron 3p, há mais repulsão entre os dois elétrons 3p, fazendo com que seja um pouco mais difícil removê-los em comparação com o Al. Portanto, a energia de ionização do Si é maior que a do Al.

Resposta

Assim, a ordem das energias de ionização observada Na < Mg > Al < Si se deve às diferentes configurações eletrônicas e às interações entre os elétrons nas orbitais 3s e 3p, afetando a facilidade ou dificuldade de remoção dos elétrons.

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