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Resposta

Você vê nas configurações eletrônicas:

  • nitrogênio: $ \ ce {[He] 2s ^ 2 2p ^ 3} $
  • oxigênio: $ \ ce {[He] 2s ^ 2 2p ^ 4} $

Na realidade, o a primeira energia de ionização do nitrogênio é maior do que a primeira energia de ionização do oxigênio porque o nitrogênio, em um estado orbital parcialmente preenchido estável, é comparativamente mais estável do que o oxigênio. O oxigênio, por outro lado, tenderia a perder um elétron facilmente para atingir seu estado orbital meio preenchido mais estável.

Além disso, como regra, os estados orbitais meio preenchidos e totalmente preenchidos são mais estáveis em comparação com outras configurações porque atribuem a energias de troca máximas.

Comentários

  • Tem certeza " Oxigênio, …, tenderia a perder um elétron facilmente "? Estou perguntando porque $ \ ce {O +} $ é realmente incomum …
  • p4 tem a mesma energia de troca que p3. É devido à repulsão.
  • (-1) Apesar de ser aceita, esta resposta está errada . Troca energia é apenas uma pequena consideração (se for uma), a razão correta é a repulsão entre pares de elétrons.

Resposta

O oxigênio tem uma primeira energia de ionização mais baixa, pois o elétron removido vem de um orbital emparelhado. insira a descrição da imagem aqui

Elétrons dentro do mesmo orbital experimentam repulsão máxima, pois a distribuição de suas funções de onda é a mesma, então a distribuição de densidade de probabilidade é a mesma e os elétrons podem ser pensado como ocupando o mesmo espaço. Isso maximiza sua repulsão e aumenta a energia potencial dos elétrons naquele orbital, tornando os elétrons mais fáceis de remover. Isso apesar do aumento da carga nuclear efetiva experimentada pelo elétron no oxigênio e da diminuição do raio do orbital.

Veja: “Physical Chemistry”, Atkins, P.W. Seção 13.4, pp370 (4ª edição) – desculpe, tenho um antigo!

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  • Esta é a resposta correta!

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