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.

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