Explique porque a primeira energia de ionização para o oxigênio é menor do que para o nitrogênio.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta quer saber por que a primeira energia de ionização do oxigênio é menor do que a do nitrogênio. Estamos falando de química, mais especificamente sobre energias de ionização. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a estrutura eletrônica dos elementos e como os elétrons estão distribuídos nos 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 no estado gasoso. Quanto mais difícil for remover um elétron, maior será a energia de ionização.
Passo 3
Agora, vamos olhar para a configuração eletrônica do nitrogênio e do oxigênio. O nitrogênio tem a configuração eletrônica
e o oxigênio tem
. Isso significa que o nitrogênio tem três elétrons no orbital
, enquanto o oxigênio tem quatro.
Passo 4
No orbital
do nitrogênio, cada um dos três elétrons ocupa um orbital separado com spin paralelo, seguindo a regra de Hund. Isso dá uma estabilidade extra porque os elétrons estão distribuídos de maneira mais estável.
Passo 5
Já no oxigênio, adicionamos um quarto elétron no mesmo orbital
, o que significa que agora há um par de elétrons com spins opostos no mesmo orbital. Esse emparelhamento aumenta a repulsão eletrônica, tornando mais fácil remover um elétron, já que há mais repulsão entre os elétrons.
Passo 6
Portanto, mesmo que o oxigênio tenha uma carga nuclear maior (mais prótons) que o nitrogênio, a repulsão adicional dos elétrons emparelhados reduz a quantidade de energia necessária para remover um elétron.
Resposta
Então, a primeira energia de ionização do oxigênio é menor que a do nitrogênio porque o oxigênio possui elétrons emparelhados no orbital
, aumentando a repulsão eletrônica e facilitando a remoção de um elétron, apesar de ter uma maior carga nuclear.
Exercícios relacionados
Descreva o orbital 2s no que diz respeito à forma, à localização e à densidade de probabilidade de encontrar o elétron, em relação ao núcleo do átomo.
© Indique quantos elétrons podem ocupar uma subcamada com
igual a: (i) 0 ; (ii) 1 ; (iii) 2 ; (iv) 3
Explique por que a segunda energia de ionização de qualquer átomo é maior do que a primeira (use o conceito de carga nuclear efetiva).
Cite 2 propriedades de compostos iônicos.