Enunciado
Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 10.Aplicações - Ex. 29
29 – O tálio, uma neurotoxina, é o membro mais pesado do Grupo 13 da tabela periódica e encontra-se mais comumente no estado de oxidação +1. O alumínio, causador de anemia e demência, também é um membro desse grupo, mas suas propriedades químicas são dominadas pelo estado de oxidação +3. Analise essa afirmação fazendo o gráfico das energias de primeira, segunda e terceira ionizações para os elementos do Grupo 13 em função do número atômico. Explique as tendências observadas. Sugestão: A energia mínima necessária para remover um elétron de um cátion duplamente carregado:
Passo 1
Seguindo a relação mostrada no enunciado para a energia mínima necessária para remover um elétron de um cátion duplamente carregado, usando ela para calcular a energia de ionização, podemos plotar o seguinte gráfico da energia de ionização versus o nº atômico:
Eionização
Número Atômico, Z
No gráfico acima, a curva de cima é referente a energia de ionização I3, a curva do meio referente a energia de ionização I2 e a de baixo referente a I1.
Passo 2
Vamos agora analisar o gráfico das três energias de ionização.
Pelo gráfico você pode ver que as magnitudes das energias seguem a seguinte relação decrescente:
Esta ordem decrescente de energia é devido a diminuição da blindagem nuclear à medida que cada elétron sucessivo das energias de ionização é removido em cada nível de energia.
Passo 3
As energias de ionização do boro, que é um elemento do grupo 13, são muito maiores do que aquelas energias dos elementos do grupo remanescente pois a camada de valência do boro é muito pequena e compacta e com isso tendo uma blindagem nuclear pequena. Dessa forma, o átomo de boro é muito menor do que o átomo de alumínio.
Passo 4
As energias de ionização de Al, Ga, In, e Tl são comparáveis embora as camadas de valência sucessivas são mais distantes do núcleo porque redução esperada da energia de ionização para um átomo de um raio atômico muito grande é equilibrado pelo acréscimo na carga efetiva nuclear.