Faça o que se pede em cada item abaixo:
20.1. Considere as equações abaixo que representam a ionização de duas espécies.
20.1. Considere as equações abaixo que representam a ionização de duas espécies.
Equação 1:
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Equação 2:
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JUSTIFIQUE a diferença observada nos valores da energia de ionização (EI).
20.2. A afinidade eletrônica (AE) é definida como a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa, em seu estado fundamental. Com base nos valores de , apresentados no Quadro 1 abaixo, explique:
Quadro 1. Afinidade eletrônica (em eV) para os elementos do 20 período da tabela periódica
20.2. A afinidade eletrônica (AE) é definida como a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa, em seu estado fundamental. Com base nos valores de
Quadro 1. Afinidade eletrônica (em eV) para os elementos do 20 período da tabela periódica
Elemento | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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- |
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|
- |
Raio atômico
|
154 | 160 | 143 | 117 | 110 | 104 | 99 | 174 |
a) POR QUE o alumínio tem menor AE que o sódio?
b) POR QUE o silício (Si) tem maior AE que o fósforo §?
b) POR QUE o silício (Si) tem maior AE que o fósforo §?
Passo 1
Vamos dar uma olhada na questão que você enviou! Temos duas partes principais:
- Ionização do Hélio: Precisamos entender por que a segunda energia de ionização do hélio é maior que a primeira.
- Afinidade Eletrônica dos Elementos: Vamos explorar por que o alumínio tem menor afinidade eletrônica que o sódio e por que o silício tem maior afinidade eletrônica que o fósforo.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia de ionização, afinidade eletrônica e estrutura eletrônica dos átomos.
Passo 2
20.1. Diferença nas Energias de Ionização do Hélio
Primeiro, vamos entender o que é energia de ionização. A energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo ou íon na fase gasosa.
- Equação 1:
com - Equação 2:
com
A segunda energia de ionização (
) é maior que a primeira (
). Por quê?
Explicação:
Quando removemos o primeiro elétron do hélio, vamos de
para
. O
já está menos eletronegativo e tem um elétron a menos, mas ainda mantém uma forte atração nuclear sobre o elétron restante.
Ao remover o segundo elétron, estamos removendo este último elétron do
, que agora está apenas com um próton no núcleo efetivo (já que um elétron foi removido). A força de atração entre o núcleo e o elétron remanescente é muito maior, exigindo mais energia para removê-lo.
Passo 3
20.2.a. Por que o alumínio tem menor afinidade eletrônica que o sódio?
A afinidade eletrônica (AE) é a energia liberada quando um átomo ganha um elétron na fase gasosa. Valores mais negativos indicam maior afinidade eletrônica.
- Na (Sódio):
- Al (Alumínio):
Explicação:
Mesmo que o alumínio tenha mais prótons que o sódio (o que normalmente atrairia mais o elétron), ele possui uma camada de valência com mais elétrons (camada n=3 para Al vs. n=3 para Na). No alumínio, adicionar um elétron ao orbital
resulta em maior repulsão entre os elétrons existentes, tornando a adição de um elétron menos favorável comparado ao sódio, que adiciona ao orbital
que está menos preenchido e com menos repulsão.
Passo 4
20.2.b. Por que o silício (Si) tem maior afinidade eletrônica que o fósforo §?
- Si (Silício):
- P (Fósforo):
Explicação:
O silício está no mesmo período que o fósforo, mas no silício, adicionar um elétron completa parcialmente o orbital
, aumentando a estabilidade. Já no fósforo, o orbital
já está meio cheio (metade dos subníveis ocupados), e adicionar um elétron resulta em parcerias de spins, o que causa repulsão adicional e torna a adição menos favorável energeticamente comparado ao silício.
Resposta
A segunda energia de ionização do hélio é maior porque remover o segundo elétron exige superar uma maior atração nuclear. Além disso, o alumínio tem menor afinidade eletrônica que o sódio devido à maior repulsão interna ao adicionar um elétron, e o silício possui maior afinidade eletrônica que o fósforo porque a adição de um elétron no silício resulta em maior estabilidade comparado ao fósforo.
Exercícios relacionados
Uma molécula possui quatro pares de elétrons em torno do átomo central.
a) Como a molécula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
b) Como a molécula pode ter uma estrutura angular? Explique.
c) Quais ângulos de ligação são previstos em cada caso?
a) Como a molécula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
b) Como a molécula pode ter uma estrutura angular? Explique.
c) Quais ângulos de ligação são previstos em cada caso?
Coloque os seguintes compostos em ordem crescente de energia reticular: Lil, LiF, CaO, Rbl.
Com relação aos compostos iônicos:
a- Por que são maus condutores no estado sólido, mas bons condutores quando dissolvidos?
b- Por que não se dissolvem em solventes que têm momento dipolar elétrico igual a zero?
c- Por que sua solubilidade diminui à medida que a energia de rede torna-se mais exotérmica?
a- Por que são maus condutores no estado sólido, mas bons condutores quando dissolvidos?
b- Por que não se dissolvem em solventes que têm momento dipolar elétrico igual a zero?
c- Por que sua solubilidade diminui à medida que a energia de rede torna-se mais exotérmica?
a) Apresente o Ciclo de Born-Haber para a formação do cristal de óxido de alumínio,
, a partir de Al no estado sólido e o oxigênio no estado gasoso.
b) Determine o valor da energia de rede para o sólido iônico citado. Para isso, considere os dados apresentados no quadro abaixo.
b) Determine o valor da energia de rede para o sólido iônico citado. Para isso, considere os dados apresentados no quadro abaixo.
Espécie Química | Dado Experimental
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---|---|
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1 a
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2 a
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3a
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1a
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2 a
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Óxido de alumínio (s) |
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