Para retirar os elétrons mais externos de um átomo, é necessária uma certa quantidade de energia. Essa energia precisará ser grande se os elétrons estiverem fortemente atraídos pelo núcleo do átomo, mas poderá ser pequena se eles estiverem fracamente atraídos.
Essa maior ou menor atração que o núcleo exerce sobre os elétrons depende de dois fatores:
Carga nuclear (que é positiva e corresponde ao número de prótons);
Tamanho do átomo (que pode ser expresso através do raio atômico).
Quanto maior a carga positiva do núcleo, maior a atração sobre os elétrons. Quanto menor o tamanho do átomo, mais próximos os elétrons estão do núcleo e maior será a força de atração. Desse modo, em um átomo com maior carga nuclear e menor tamanho, exige-se maior energia para arrancar um dos elétrons do que em um átomo com menor carga nuclear e maior tamanho.
A energia exigida para arrancar um, dois ou mais elétrons de um átomo é chamada energia de ionização ou potencial de ionização.
Damos o nome de primeiro potencial de ionização à energia
mínima necessária para retirar completamente um elétron
da camada mais externa, estando esse átomo rio estado fundamental e
era estado gasoso (O estado gasoso é tomado como referência porque
nele os átomos ficam isolados uns dos outros, sem interferências
mútuas. Desse modo, a energia necessária para retirar o elétron
é exatamente igual à energia com que o elétron é
atraído pelo núcleo).
O segundo potencial de ionização, por sua vez, corresponde à
retirada do segundo elétron.
O mesmo ocorre com o terceiro e os demais potenciais.
Quando não for especificada a ordem do potencial, entendemos tratar-se
do primeiro.
À medida que retiramos o primeiro, o segundo e o terceiro elétron de um mesmo átomo, o potencial de ionização vai sempre aumentando, pois a força de atração entre o núcleo e os elétrons restantes vai se tornando cada vez maior. Isso ocorre pela seguinte razão: à medida que os elétrons vão sendo retirados, o íon vai assumindo cargas positivas cada vez maiores (+1, +2, +3 etc.), que vão atraindo com mais força os elétrons restantes. Torna-se necessária, por isso, urna energia cada vez maior para separar esses elétrons do átomo.
O potencial de ionização é medido em unidades especiais. A mais comumente utilizada chamada elétron-volt (eV).
Na tabela periódica, à medida que acompanhamos um período da esquerda para a direita, a carga do núcleo aumenta e o raio atômico diminui. Isso provoca um aumento da atração do núcleo pelos elétrons, com um conseqüente aumento da energia de ionização.
Acompanhando um grupo de baixo para cima, o raio atômico (e portanto o tamanho dos átomos) diminui, e os elétrons vão ficando cada vez mais próximos do núcleo, aumentando a força de atração entre eles e o núcleo. Isso faz com que a energia de ionização, necessária para desprendê-los do átomo, cresça também.
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Ao longo dos períodos, o potencial de ionização aumenta
da esquerda para a direita;
ao longo dos grupos, ele aumenta de baixo para cima,
em variação contrária à dos raios atômicos.
Um gráfico do primeiro potencial de ionização em função do número atômico seria:
Fonte: www.christus.com.br
A energia de ionização é a energia necessária
para remover um elétron de um átomo na fase gasosa. Para a primeira
energia, I1, começa-se pelo átomo neutro. A segunda energia
de ionização, I2 , de um elemento é a energia requerida
para emover um elétron de um cátion monovalente na fase gasosa.
Os valores mais baixos ocorrem na parte inferior esquerda, ou seja, o césio
é o elemento que tem mais facilidade em formar cátions. E os
valores mais altos ocorrem na parte superior direita da tabela, podemos citar
como exemplo o flúor e o hélio. Elementos com uma baixa energia
de ionização formam cátions de maneira mais rápida,
além de conduzirem eletricidade em suas formas sólidas. Elementos
com alta energia de ionização não formam cátions
e não conduzem eletricidade. A energia de ionização decresce
com o aumento do grupo, pois o elétron mais periférico ocupa
um orbital que é mais longe do núcleo e, consequentemente, é
menos "preso". A carga nuclear efetiva aumenta conforme vamos da
direita para a esquerda em um dado período. Como resultado, o elétron
mais afastado do núcleo é puxado com mais força e a energia
de ionização geralmente aumenta. Algumas anomalias nessas regras
podem ser facilmente creditadas à repulsões entre elétrons
que estão ocupando o mesmo orbital.
Os valores das energias de ionização tem sempre a seguinte ordem:
I1<I2<I3<...<In
Fonte: quimica_basica.sites.uol.com.br
