Me estoy preparando para mi examen final y estoy muy confundido acerca de la energía de ionización. Un ejemplo de pregunta sería:
Entre las especies $ \ ce {Ne, Na +, Mg ^ 2 + , Ar, K +, $ \ & $ ~ Ca ^ 2 +} $ , ¿cuál tiene la energía de ionización más alta?
Pensé que la energía de ionización aumentaba de izquierda a derecha en un período y de abajo hacia arriba en un grupo en la tabla periódica, así que pensé que $ \ ce {Ne} $ sería el que tuviera la energía de ionización más alta. Pero la respuesta correcta es $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ . Supongo que esto tiene algo que ver con los electrones, pero no sé qué.
Comentarios
- Tome un átomo neutro. Quite uno electrón. Eso requirió algo de energía. Ahora quite un segundo electrón. ¿Se necesita más energía o menos energía que eliminar el primer electrón?
- Esos no son ' t compuestos.
Respuesta
Como la mayoría de los acertijos químicos, necesita simplificar el problema utilizando algunos conocimientos de química.
Primero hay dos configuraciones de electrones. $ \ ce {Ne, Na +} $ y $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ todos tienen la configuración $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6} $ . $ \ ce {Ar, K +} $ y $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ todos tienen la configuración $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6} $ .
Para PS ce {Ne, Na +} $ y $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Mg} $ tiene el número atómico más alto, por lo que, de estos tres, sería más difícil ionizar $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ .
Para $ \ ce {Ar, K +} $ y $ \ ce { Ca ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Ca} $ tiene el número atómico más alto, por lo que, de estos tres, sería más difícil ionizar $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ .
Ahora solo es necesario comparar la ionización de $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ a $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ . Dado que los orbitales $ 2p $ están más cerca del núcleo que los orbitales $ 3p $ , será más difícil para ionizar $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ que $ \ ce {Ca ^ {2+}} $ .
Respuesta
Axioma 1: La energía de ionización aumenta de izquierda a derecha a lo largo un punto.
Axioma 2: La energía de ionización disminuye de arriba hacia abajo a lo largo de un grupo.
Ambos son a menudo o principalmente correcto. Sin embargo, hay más. Recuerde que el electrón que extrae tiene una carga negativa ( $ \ ce {e -} $ ). Entonces:
Axioma 3: La energía de ionización aumenta dramáticamente por cada carga positiva introducida.
Y también, para establecer el concepto de electrones de núcleo versus electrones de valencia:
Axioma 4: La primera energía de ionización de un electrón de núcleo será dramáticamente que el de un electrón de valencia.
En su caso, tiene seis átomos para comparar cuáles todos tienen solo electrones centrales ( si cuenta la capa completamente poblada de los gases nobles como electrones centrales, lo cual no es estrictamente correcto pero lo suficientemente cercano). Por lo tanto, no necesitamos considerar el axioma 4. El axioma 3 nos dice que $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ y $ \ ce {Ca ^ 2 +} $ son los únicos concursantes para la máxima energía de ionización, ya que ambos tienen la carga más alta. Y comparando los dos de acuerdo con el axioma 2, llegamos a $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ que tiene la energía de ionización más alta de estos átomos.