Quanto maior a energia de ionização maior é a dificuldade para se remover o elétron?

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• Quanto menor a energia de ionização maior é a dificuldade para se remover o elétron?
• Quanto maior a energia de ionização mais facilmente o elétron será removido?
• Quanto maior a energia de ionização mais difícil é a retirada dos elétrons mais externos?
• Quanto maior a energia de ionização mais fortemente o elétron está ligado ao núcleo?

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Química Inorgânica I
Energia de Ionização e Afinidade 
ao Elétron
Prof. Antônio Marques
 Sala 18 - PQ
28/03/2018
Da aula anterior.
Com base nos dados do slide 
seguinte, faça o que se pede:
a) Estime as distâncias de ligação em um 
cristal de MgF2;
b) Discuta quais seriam as possíveis 
fontes de erro na sua estimativa.
194 pm
Respostas:
a) Distância Mg-F calculada = 210 pm. 
Valores da literatura = 193-200 pm.
b) Uma possível fonte de erro é considerar 
que o raio catiônico apresentado pelo Mg, 
quando ligado ao O2-, seja o mesmo, 
quando ligado a outros ânions. Uma outra 
fonte de erro possível é considerar que o 
números de coordenação para os íons 
citados no MgO, NaF e MgF2 sejam os 
mesmos.
5
A nível atômico, segundo a IUPAC, a energia 
de ionização (Ii) é definida como a energia mínima 
necessária para a remoção de um elétron de um 
átomo neutro (X) ou cátion correspondente, em 
seu estado fundamental, de modo que Xn+ → 
X(n+1)+ + e-, para n=0, 1,...
Energia de Ionização (I)
definição microscópica (atômica) 
6
Energia de Ionização
definição atômica 
↑↓
↑
Energia de vácuo (E
V
)
E
n
e
rg
ia
0
1s2
2s1
↑↓
1s2
2s0
Li Li+
E(n→∞): limiar entre estados eletrônicos
I=RH
Zef
2
n
2
>0
E
s
ta
d
o
s
 
L
ig
a
d
o
s
E
s
ta
d
o
s
 N
ã
o
 
L
ig
a
d
o
s
Reorganização 
energética pequena
Processo oxidativo
7
A definição macroscópica da energia de 
ionização (dada em kJ mol-1) é equivalente à 
microscópica, porém, ao invés de uma única 
partícula, é definida para um mol da espécie 
correspondente no estado físico gasoso e estado 
eletrônico fundamental.
Energia de Ionização
definição macroscópica 
8
➔ Podem ocorrer sucessivas remoções de 
elétrons, dando origem a:
X
(g)
 → X1+
(g)
 + e-, 1a energia de ionização;
X1+
(g)
 → X2+
(g)
 + e-, 2a energia de ionização;
…
➔ Quanto maior a energia de ionização, maior é a 
dificuldade para se remover o elétron.
Energia de Ionização
definição macroscópica 
9
Energia de Ionização
definição macroscópica 
1a, 2a e 3a energias de ionização (kJ mol-1)
10
Energia de Ionização
periodicidade 
11
Energia de Ionização
periodicidade 
➔ Ao longo dos grupos, a energia de ionização diminui, 
pois o elétron mais externo é mais facilmente removido 
no sentido descendente, devido à menor interação 
elétron-núcleo;
➔ Os elementos dos períodos 4, 5 e 6 do grupo 13 logo 
após a série de transição são uma exceção, devido ao 
preenchimento de subníveis internos d e/ou f, o que 
resulta em maior Z
ef
 do que o esperado (implicando no 
efeito do par inerte);
12
Energia de Ionização
efeito do par inerte 
➔ O efeito par inerte refere-se ao aumento da estabilidade 
dos estados de oxidação que são 2 unidades inferiores 
ao número de elétrons de valência. Ocorre para os 
elementos mais pesados dos grupos 13, 14, 15 e 16;
➔ Supõe-se que elétrons ns são mais difíceis de se 
remover, resultando em uma maior energia de ionização 
para formar íons tri e tetravalentes (efeito do par inerte), 
por exemplo;
13
Energia de Ionização
efeito do par inerte 
➔ Grupo 13: O Al forma íons Al3+, 
enquanto o In forma íons In+ e In3+ e 
os compostos de Tl+ são mais 
numerosos do que Tl3+;
➔ Grupo 14: O Sn forma cátions Sn2+ 
e Sn4+, enquanto o Pb forma cátions 
Pb2+ estáveis e Pb4+ instáveis;
➔ Isto se deve à maior Z
ef
 sofrida 
pelos elétrons de valência ns, devido 
à baixa blindagem dos elétrons d e f;
14
Energia de Ionização
periodicidade 
➔ Ao longo dos períodos, a variação da energia de 
ionização segue o padrão da carga nuclear 
efetiva:
➔ Ocorrem exceções do grupo 2 para o grupo 13, 
devido ao preenchimento de um subnível de maior 
número quântico angular (maior energia);
I∝Zef
15
Energia de Ionização
periodicidade 
➔ Ocorrem também exceções do grupo 15 para o 
grupo 16, devido à adição de um elétron a um 
orbital semipreenchido, o que promove um 
aumento na energia deste orbital, em virtude da 
energia de emparelhamento, levando a uma 
menor energia de ionização do que o esperado.
Relembrando:
1) Quais elétrons são removidos quando 
elementos de transição do bloco d, por 
exemplo, são oxidados?
17
Energia de Ionização
configuração de valência para o bloco d
Configurações eletrônicas 
fora do padrão esperado
18
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter
➔ Os diagramas de Rich-Suter correspondem a 
gráficos de energia eletrônica, em função do 
número atômico, para um período específico da 
tabela periódica;
➔ Eles não tem como função explicar a origem das 
configurações eletrônicas. Eles apenas as 
descrevem (em geral, “por que?” se enquadra no caráter dogmático. Em 
ciência, uma preocupação mais relevante é “como?”);
19
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter
➔ O diagrama de Rich-Suter considera que cada subnível 
de energia é desdobrado em dois outros níveis, relativos 
ao spin eletrônico (α=-1/2 e β=+1/2);
Número atômico
E
n
e
rg
ia
Desdobramento 
proporcional à energia de 
emparelhamento
20
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter
Número atômico
E
n
e
rg
ia
21
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter
➔ A medida que se aumenta o número atômico a 
energia dos orbitais tendem a tornar-se mais 
negativas;
➔ A inclinação do subnível d será maior do que a 
do subnível s, por estar sujeito a uma maior 
influência nuclear, devido ao fato de encontrar-se 
em uma camada mais interna;
22
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter para íons
23
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter para íons
➔ Após um processo oxidativo, os subníveis de 
energia serão reordenados, em relação aos 
respectivos estados neutros;
➔ Novamente, o subnível d tenderá a sofrer uma 
diminuição maior da energia, devido à sua maior 
proximidade com o núcleo;
24
Energia de Ionização
diagramas de Rich-Suter para íons
➔ Como pode ser observado no slide anterior, para 
elementos como o Sc (3d1 4s2), o elétron a ser 
removido pertencerá originalmente ao subnível d 
(maior energia). Porém, com a reorganização dos 
subníveis, os elétrons restantes passarão a 
distribuir-se como 3d1 4s1, fazendo com que a 
vacância gerada fique no subnível s.
Atividade para casa:
1) A segunda energia de ionização do carbono 
(C+ C→ 2+ + e-) e a primeira energia de 
ionização do boro (B B→ + + e-) correspondem 
ambas à reação 1s2 2s2 2p1 1s→ 2 2s2 2p0 + e-. 
Compare as duas energias (24,383 eV e 8,298 
eV, respectivamente) e o efeito da carga 
nuclear efetiva. Este efeito é uma explicação 
razoável para a diferença nos valores? Se não, 
sugira outros fatores.
Resposta:
Não. Como calculado, utilizando as 
regras de Slater, a diferença na Zef (2,60 
para o B e 3,60 para o C+) não justiica 
por si a diferença elevada nas energias de 
ionização. Isto ocorre porque tais regras 
levam em consideração somente o número 
de elétrons e prótons, não possuindo 
inluência explicita de cargas líquidas. A 
carga positiva no C+ diminuiria 
signiicativamente a energia do seu orbital 
p ocupado, levando a um aumento maior na 
energia de ionização.
27
De acordo com a IUPAC, a afinidade 
eletrônica (AE) é definida como a energia 
requerida para remover um elétron de um ânion 
de carga unitária, de modo que X1- → X + e-.
Afinidade Eletrônica (AE)
definição microscópica (atômica) 
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Afinidade Eletrônica
definição atômica 
↑↓
↑↓

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Quanto menor a energia de ionização maior é a dificuldade para se remover o elétron?

Quanto maior a energia de ionização mais facilmente o elétron será removido?

Quanto maior a energia de ionização mais difícil é a retirada dos elétrons mais externos?

Quanto maior a energia de ionização mais fortemente o elétron está ligado ao núcleo?