Qual a tendência geral observada para os seguintes elementos. Justifique sua resposta baseandose na carga nuclear efetiva.
a) Afinidade eletrônica: Li, Be, B, C, N, O e F
b) Energia de ionização:
e Al
c) Raio:
e
a) Afinidade eletrônica: Li, Be, B, C, N, O e F
b) Energia de ionização:
c) Raio:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer entender as tendências gerais de algumas propriedades químicas em certos elementos, e para isso vamos usar o conceito de carga nuclear efetiva. Vamos abordar três situações diferentes:
a) Afinidade eletrônica: Li, Be, B, C, N, O e F
b) Energia de ionização: Na, Mg e Al
c) Raio: He, B³⁺ e C⁴⁺
b) Energia de ionização: Na, Mg e Al
c) Raio: He, B³⁺ e C⁴⁺
Para resolver isso, vamos precisar entender o que é afinidade eletrônica, energia de ionização e como a carga nuclear efetiva influencia cada uma dessas propriedades.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é afinidade eletrônica. Ela mede a energia liberada quando um átomo neutro ganha um elétron para formar um ânion. Em geral, quanto maior a carga nuclear efetiva, maior a afinidade eletrônica, porque o núcleo atrai mais fortemente os elétrons adicionais.
Passo 3
Agora, vamos analisar os elementos Li, Be, B, C, N, O e F na série do grupo 2 para o grupo 17 da tabela periódica. À medida que você se move da esquerda para a direita em um período, a carga nuclear efetiva aumenta devido ao aumento do número de prótons no núcleo. Isso faz com que os elétrons sejam mais fortemente atraídos, aumentando a afinidade eletrônica.
Passo 4
Porém, há uma exceção: entre o nitrogênio (N) e o oxigênio (O). Nitrogênio tem uma configuração eletrônica estável com três pares de elétrons, então sua afinidade eletrônica é menor do que a do oxigênio, que, mesmo com uma carga nuclear efetiva maior, tem um par de elétrons com menos repulsão quando adiciona-se um elétron extra.
Passo 5
Passando para a energia de ionização, que é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro. Vamos considerar os elementos Na, Mg e Al. Conforme a carga nuclear efetiva aumenta da esquerda para a direita no período, a energia de ionização geralmente aumenta porque os elétrons estão mais fortemente ligados ao núcleo.
Passo 6
No caso de Na (Sódio), Mg (Magnésio) e Al (Alumínio), a energia de ionização aumenta de Na para Mg devido ao aumento da carga nuclear efetiva. De Mg para Al, apesar do aumento da carga nuclear, há um leve declínio na energia de ionização porque o elétron a ser removido está em um subnível mais energético, tornando-o um pouco mais fácil de remover.
Passo 7
Finalmente, sobre o raio atômico, especificamente para He, B³⁺ e C⁴⁺. O raio atômico geralmente diminui com o aumento da carga nuclear efetiva, já que os elétrons são puxados mais para perto do núcleo. Helium (He) é neutro, enquanto B³⁺ e C⁴⁺ são íons com cargas positivas maiores, o que reduz o tamanho do íon devido à maior atração nuclear sobre os elétrons restantes.
Resposta
Em resumo:
a) A afinidade eletrônica aumenta de Li a F devido ao aumento da carga nuclear efetiva, com uma leve diminuição de N para O.
b) A energia de ionização aumenta de Na para Mg, e apresenta um leve declínio de Mg para Al, refletindo a carga nuclear efetiva.
c) O raio diminui de He para B³⁺ e C⁴⁺ devido ao aumento da carga nuclear efetiva que aproxima os elétrons do núcleo.
Exercícios relacionados
Considere a seguinte tabela de energia de ionização
. As letras não são os símbolos químicos dos elementos.
Elemento |
|
|
|
|
---|---|---|---|---|
V | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
W | 419 | 3051 | 4412 | 5877 |
X | 1086 | 2353 | 4621 | 6223 |
Y | 496 | 4563 | 6913 | 9544 |
Z | 590 | 1145 | 4912 | 5877 |
b) Para qual elemento a energia necessária para formar um cátion de carga
é máxima?
Colocar os elementos dados abaixo em ordem de aumento do raio iônico,
a)
b)
a)
b)
Dispor os elementos dados a seguir em ordem de aumento da afinidade eletrônica e justifique sua resposta.
.
Uma certa reação complexa é de primeira ordem em relação a
, de segunda ordem relativamente a B e de terceira ordem com relação a C. Como se altera a velocidade da reação quando duplicamos a concentração de :
a) ?
a)